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2023年8月国内外量子科技进展
发布时间:2023-09-05 14:30:28 点击浏览:

20238月国内外量子科技进展

【编者按】

宏伟的大厦总是由许多大大小小的基石和支柱构成。在量子互联的大厦蓝图中,前沿科技仍在不断地打造更好的基石,从理论到实验,从高精装置到集成器件,从密钥分发网到量子计算网……感谢您对科大国盾量子技术股份有限公司量子信息技术的关注,我们尽力检索了国内外主流网站和期刊,摘录出领域关联度和重要度较高的部分科技产业动态和前沿研究成果,供读者快速了解。


一、本期头条


【美国签署对华“敏感技术”投资限制】

89日,拜登政府阐述了限制美国对华先进技术产业投资的新规定。新规定将限制美国私募股权、风险投资公司以及合资企业在中国人工智能、量子信息技术和半导体领域的投资,阻止帮助中国开发可能支持其军事现代化并损害美国国家安全的技术。同日,美国财政部在制定法规草案时就如何实施该规定征求公众意见,包括对关键术语定义的完善、以及建立对违规行为的处罚和执法程序等。(来源:美国白宫官网、美国财政部官网)。

原文链接:

https://www.whitehouse.gov/briefing-room/presidential-actions/2023/08/09/executive-order-on-addressing-united-states-investments-in-certain-national-security-technologies-and-products-in-countries-of-concern/

https://home.treasury.gov/news/press-releases/jy1686


二、政策和战略


—— ——


【工信部等四大部门前瞻布局量子信息等九大未来产业】

822日,由工业和信息化部、科技部、国家能源局、国家标准化管理委员会四大部门共同组织编制的《新产业标准化领航工程实施方案(2023─2035年)》正式发布,指出要前瞻布局量子信息产业标准研究,开展量子信息技术标准化路线图研究,聚焦量子通信、量子计算、量子测量领域。(来源:中华人民共和国工业和信息化部官网)

原文链接:

https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/tz/art/2023/art_8d26688ad0aa422eaa5ebba5dceac908.html


【安徽省推进长三角一体化 加快量子科技等未来产业布局】

820日,在安徽省扎实推进长三角更高质量一体化发展大会上,省发展改革委负责人解读了《关于深度融入长三角一体化发展国家战略推动高质量发展的指导意见》,提出合力建设具有国际竞争力的现代化产业体系的任务目标,加快量子科技、人工智能等未来产业布局。(来源:安徽新闻网)

原文链接:

http://www.ahnews.com.cn/huandengqu/pc/con/2023-08/21/573_925138.html


【河南省推进量子通信网建设,启动建设中原量子谷】

84日,河南省人民政府印发《河南省重大新型基础设施建设提速行动方案(2023—2025年)》,提出将重点提升通信网络基础设施水平,推进5G、千兆光网、新型互联网交换中心、卫星互联网、量子通信网建设,打造空天地一体化新型网络体系。

89日,中原量子谷建设启动仪式在河南省科学院举行,中原量子谷将打造一院、一城、一平台、多网点多基地,首批入驻中原量子谷的有河南省科学院物理研究所、量子材料与物理研究所等研究院所,以及国科量子、国盾量子等相关企业。(来源:河南省人民政府官网、河南日报网)

原文链接:

https://www.henan.gov.cn/2023/08-04/2791853.html

https://www.henandaily.cn/content/2023/0810/341814.html


【北京市加快量子科技等前沿技术突破和技术成果转化】

825日消息,北京市委、市政府印发《关于进一步推动首都高质量发展取得新突破的行动方案(2023-2025年)》,指出要积极争创国家未来产业先导区,在量子科技等领域统筹本市创新资源,加快前沿技术突破和技术成果转化。(来源:北京市发改委官网)

原文链接:

http://fgw.beijing.gov.cn/gzdt/fgzs/mtbdx/bzwlxw/202308/t20230825_3230769.htm


【上海市创新发展行动方案加强量子通信等关键技术应用】

815日,上海市人民政府办公厅印发《立足数字经济新赛道推动数据要素产业创新发展行动方案(2023-2025年》,指出要加快新基建布局,加强量子通信等关键技术应用。(来源:上海市人民政府官网)

原文链接:

https://www.shanghai.gov.cn/gwk/search/content/e946902bdcaf40e292602ac6e8818f61


—— ——


【美国多部门资助量子科技的研究与开发工作】

87日,美国能源部宣布为44个机构的52个项目提供3700万美元的资金,用于为这些历来在能源部科学办公室项目中获得较少资助的机构建立研究能力、基础设施和培养专业知识。在这52个项目中,有6个奖项与量子信息科学和量子材料研究有关。

89日消息,美国国防高级研究计划局发布新的合成量子纳米结构计划,将探索合成材料,这些材料可在更高的工作温度下显著降低尺寸、重量和功率要求,并将在与量子信息科学应用相关的功能器件中展示,以实现更强大的量子计算和传感设备。

814日消息,美国空军研究实验室宣布开设新的极限计算实验室,并在参议院国防拨款法案中获得4400万美元的新联邦资金,以进一步发展量子计算项目保护国家。其中,400万美元将用于光量子计算项目,该项目将开发下一代离子阱计算机,1000万美元将用于分布式量子网络测试平台和量子云计算环境项目。

829日,美国能源部宣布为量子网络研究的三个项目提供2400万美元,分别是由阿贡国家实验室领导的采用异构、全栈方法共同设计可扩展的量子网络,由橡树岭国家实验室领导的为实现性能集成的可扩展量子互联网开发架构和协议,以及费米国家加速器实验室领导的开发基于超纠缠的网络和误差噪声鲁棒校正技术,以开发面向科学发现的先进量子网络。(来源:AFRL网站、DOE网站、DARPA网站)

原文链接:

https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-announces-37-million-build-research-capacity-historically

https://www.darpa.mil/news-events/2023-08-09-a

https://www.afrl.af.mil/News/Article-Display/Article/3491698/afrl-opens-state-of-the-art-extreme-computing-facility-announces-44-million-in/

https://www.energy.gov/science/articles/department-energy-announces-24-million-research-quantum-networks


NSF拨款6700万美元资助量子信息科学与工程项目和量子传感器项目】

815日消息,美国国家科学基金会(NSF)将投资3800万美元,扩大对量子信息科学与工程(QISE)的支持。NSF的量子信息科学与工程能力扩展(ExpandQISE)计划目前正资助22项前沿研究,涉及物理学、计算机科学、材料研究等多个学科。该计划还将与QISE研究、培训、教育和推广工作建立联系,扩大参与机构的多样性。

822日消息,NSF18个研究团队提供总计2900万美元的资助,以开发新的传感器技术。这些研究团队由全美各大学的研究人员组成,在NSF面向量子系统变革性进展的量子传感挑战项目中胜出,每个团队将在四年内获得 100 万至 200 万美元的资助,开发能控制量子现象的新型传感器技术。(来源:NSF网站)

原文链接:

https://new.nsf.gov/news/more-institutions-participate-quantum-science

https://new.nsf.gov/news/quantum-scale-sensors-yield-human-scale-benefits


【美国科维理基金会为量子通信研发拨款500万美元】

821日,荷兰代尔夫特理工大学及其Kavli纳米科学研究所从美国科维理基金会获得500万美元的资助,用于合作开发量子通信技术。该合作团队由14名量子物理学家和生物物理学家组成,目前已经开始寻找量子计算、量子传感和量子通信之间缺失的环节:一个在广泛频率范围内发送和接收量子信息的转导系统,即宽带转导。这个系统将允许以一种标准化的方式连接量子设备,并在它们之间共享信息。(来源:TU Delft官网)

原文链接:

https://www.tudelft.nl/en/2023/tnw/5-million-in-quest-for-missing-link-in-quantum-communication


【英国提供3000万英镑资助量子计算机硬件测试平台开发】

821日,英国创新署为国家量子计算中心(NQCC)举办的小型企业研究计划(SBRI)竞赛提供了3000 万英镑的资金,该比赛旨在开发量子计算机硬件测试平台,以加速英国的量子计算技术供应链、技术基础和基础设施的发展。各参与组织需提交研发合同提案,为NQCC开发和交付可操作的量子计算测试平台。(来源:英国政府官网)

原文链接:

https://apply-for-innovation-funding.service.gov.uk/competition/1700/overview/974d27b0-9ab4-4060-82e7-e1d9cfaaf263


【加拿大滑铁卢大学研究人员获得量子项目研究资助】

830日消息,加拿大滑铁卢大学的六名研究人员获得了加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)的资助,用于他们在量子信息科学与技术方面的研究项目,涉及量子光学地面站、健壮性量子密钥分发、混合量子中继器等方面的研究。今年以来,IQC研究人员共获得NSERC提供的45万美元资助,未来研究人员将长期专注于研究目标,培训研究生和支持博士后研究员。(来源:滑铁卢大学官网)

原文链接:

https://uwaterloo.ca/institute-for-quantum-computing/news/iqc-researchers-receive-funding-support-cutting-edge-quantum


【美国海军作战中心推进探索量子计算优势】

822日消息,美国太平洋海军信息作战中心(NIWCPAC)和达尔格伦海军水面作战中心(NSWC)的团队一直在研究量子计算和开发算法,海军水下作战中心(NUWC)纽波特分部的物理学家迈克·沃诺克(Mike Warnock)担任量子研究负责人。他表示,近期海军专门从事研发的作战中心正探索利用量子计算优势。(来源:美国国防信息科技网)

原文链接:

https://www.dvidshub.net/news/451904/nuwc-division-newport-physicist-advancing-quantum-computing-warfare-centers


【美联储对量子计算给金融安全带来的潜在风险表示担忧】

81日消息,美联储在提交给国会的一份报告中,对量子计算给金融业带来的潜在安全风险表示担忧。报告强调,量子计算可能使当前的加密标准过时,让敏感的金融数据面临风险。量子加密技术是一个应对该漏洞且前景广阔的解决方案,可为保护静态和传输中数据的完整性和机密性提供新的途径,但也可能被恶意行为者利用,以逃避检测并为数据泄露提供便利,这引发了人们对这项技术的双刃性的担忧。所以量子加密技术具有潜在优势,但向其过渡仍需谨慎规划和大量投资。(来源:美联储网站)

原文链接:

https://www.federalreserve.gov/publications/cybersecurity-and-financial-system-resilience-report.htm

https://www.federalreserve.gov/publications/files/cybersecurity-report-202308.pdf


三、产业进展


——国 ——


2023商用密码大会在郑州举行,国盾量子携量子产品参会】

89日至11日,2023商用密码大会在郑州国际会展中心举办。本次大会以密码赋能美好发展为主题,在国家密码管理局指导下,中国密码学会作为支持单位,由郑州市人民政府、河南省密码管理局主办。大会主要包括主题展、商用密码产品博览会等活动,其中量子密码作为现有商用密码体系的有益补充,也参与到此次商用密码盛会中。在安徽省商用密码行业协会的组织下,国盾量子携商密合规的成套量子保密通信解决方案与量子安全应用产品参会。(来源:河南省人民政府、国盾量子)

原文链接:

https://www.henan.gov.cn/2023/07-14/2778724.html

https://mp.weixin.qq.com/s/ZI0Ld9XorqYM2JD41OJ64Q


【合肥市政府公开办公集约化平台正式接入合肥量子城域网】

828日消息,合肥市政府公开办公集约化平台已正式接入合肥量子城域网,提供用户上云的身份认证、数据加密传输等量子安全服务。用户通过接入合肥量子城域网访问电子政务外网,数据传输的安全保障得到有效提升。国盾量子合资公司中电信量子为其提供技术支持。(来源:中电信量子)

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/Sa3IOz95Ja0c7ZxRiuIAfg


【中国电信将进一步加大对淮南地区量子通信等产业投入】

818日,淮南市人民政府与中国电信安徽公司签署数字淮南战略合作协议。根据协议,中国电信安徽公司将进一步加大对淮南新型基础设施建设投资和5G、云计算、物联网、量子通信等产业投入。(来源:人民网)

原文链接:

http://ah.people.com.cn/n2/2023/0820/c227767-40538359.html


【重庆电信打造“量子+”产业生态】

825日,由重庆市委网信办、重庆市渝中区人民政府、中电信量子信息科技集团有限公司共同主办,中国电信重庆公司承办的“2023量子科技中国行-重庆站活动在渝中区举办。会上,渝中区委副书记、区长谢东在致辞中表示,渝中区将培育量子通信等战略性新兴产业;中国电信重庆公司党委书记、总经理李秀林表示,重庆电信将通过量子、5G、云、AI、安全的融合创新,推动发展智慧城市、数字交通、保密通信等领域的更多应用场景,创建智慧化城市运营新模式。(来源:人民网)

原文链接:

http://cq.people.com.cn/n2/2023/0826/c367653-40546333.html


【首个量子通信国家标准发布】

86日,首个量子通信国家标准《量子保密通信应用基本要求》发布,将于202431日实施。该标准由全国通信标准化技术委员会(TC485)归口,主管部门为工业和信息化部,标准号为GB/T 42829-2023,国盾量子等单位参与起草。(来源:全国标准信息公共服务平台)

原文链接:

https://std.samr.gov.cn/gb/search/gbDetailed?id=027A6096AF9B643EE06397BE0A0A0867


【工信部批准两项量子密钥分发相关通信行业标准】

816日,工业和信息化部批准412项行业标准。其中通信行业166项,包括标准编号为YD/T 4410.1-2023的《量子密钥分发(QKD)网络 Ak接口技术要求 第1部分:应用程序接口(API)》和标准编号YD/T 3834.2-2023的《量子密钥分发(QKD)系统技术要求 第2部分:基于高斯调制相干态协议的QKD系统》,上述两项标准将于111日实施。(来源:中华人民共和国工业和信息化部)

原文链接:

https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/gg/art/2023/art_9f3f6be8d48d4016aa4b41c1d7afc799.html


【深交所“创业板战略科技指数”选取量子信息等领域50只股票构成样本股】

824日,深交所全资子公司深圳证券信息有限公司宣布,将于828日发布创业板战略科技指数。该指数从创业板市场中,选取公司业务涉及人工智能、量子信息、集成电路、生命健康、脑科学、生物育种等前沿领域,研发强度高、成长表现好的50只股票构成样本股。(来源:国证指数网站)

原文链接:

http://www.cnindex.com.cn/zh_information/notices_news/2023/202308/t20230824_18259.html?act_menu=2%27


【第一届量子信息技术与应用创新大赛进入初赛阶段】

829日消息,由量子信息网络产业联盟主办,弧光量子、国盾量子、中国信息通信研究院承办的第一届量子信息技术与应用创新大赛基于量子计算机的游戏设计进入初赛阶段。本次比赛要求参赛对象为在校学生组成的团队,要求设计两方对抗游戏(基于量子算法的对抗游戏)、量子生成对抗任务,参赛团队也可选择设计并提交其它与量子计算相关的游戏方案。(来源:国盾量子)

原文链接:

https://mp.weixin.qq.com/s/CHqGWCcuytaN8tdIhSsdAQ


——国 ——


【新加坡SpeQtralNanoAvionicsMbryonics合作建造SpeQtral-1量子卫星】

815日,新加坡量子通信公司SpeQtral宣布与纳米航空电子设备公司NanoAvionics和卫星光子学公司Mbryonics合作建造SpeQtral-1卫星。其中,NanoAvionics被选为卫星平台提供商,而Mbryonics将承担卫星光学终端提供商的关键角色。SpeQtral-1SpeQtral的第二颗量子密钥分发(QKD)卫星,将作为商业探路者来定义未来的QKD服务。该卫星建造任务还将与SpeQtre项目一起作为欧洲航天局INT-UQKD计划的一部分,探索QKD的国际用例。(来源:SpeQtral网站)

原文链接:

https://speqtral.space/speqtral-announces-kongsberg-nano-avionics-and-mbryonics-as-key-partners-for-speqtral-1-mission/


【日本Sky Perfect JSAT成功发射量子密码光通信设备】

87日消息,日本卫星运营商Sky Perfect JSAT 宣布成功发射量子密码光通信设备,该光通信设备是在卫星通信中基于卫星的量子密钥分发(QKD)和密码技术的研发项目中建造的。下一步,在将光通信装置放置在国际空间站外后,将开始进行太空与地面之间的演示实验,以构建未来在计算技术飞速发展下也不会受到窃听或解密威胁的安全卫星通信网络。(来源:Sky Perfect JSAT网站)

原文链接:

https://www.skyperfectjsat.space/en/news/detail/notice_of_successful_launch_of_the_quantum_cryptography_optical_communication_device.html


【德国电信开设量子研究实验室】

831日消息,德国电信在其位于柏林的实验室开设量子实验室。新实验室包括量子光学基础设施以及一个2000公里的测试光纤网络,汇集了来自学术界、研究机构和商界的合作伙伴。新实验室致力于量子纠缠研究和将量子技术集成到商业电信网络中。该公司的目标是发展量子通信能力,以及研发更高性能的通信网络。(来源:德国电信官网)

原文链接:

https://www.telekom.com/en/media/media-information/archive/deutsche-telekom-opens-quantum-research-lab-1047874


D-WaveDavidson Technologies合作推进美国国防工作】

87日,加拿大量子计算公司D-WaveDavidson Technologies宣布在国防解决方案的合作上取得进展,Davidson Technologies是一家专为美国国防、航空航天和商业领域提供创新技术解决方案的公司。双方表示现已合作开发了两个重要应用程序,分别是拦截器分配和优化雷达调度,并将在太空与导弹防御研讨会上进行量子混合应用的现场演示。(来源:D-Wave网站)

原文链接:

https://www.dwavesys.com/company/newsroom/press-release/d-wave-and-davidson-technologies-introduce-new-innovations-to-advance-national-defense-efforts/


【德国Q.ANT加入PlanQK联盟,将为其制造量子计算芯片】

81日消息,德国量子硬件公司Q.ANT宣布加入PlanQK联盟,PlanQK是一个由德国联邦经济事务和气候部提供资金支持的量子应用平台和生态系统。Q.ANT将为PlanQK提供其光量子计算知识,并为PlanQK生态系统开发制造量子计算芯片。(来源:Q.ANT网站)

原文链接:

https://qant.de/en/qant-partners-with-planqk-to-advance-photonic-quantum-technology/


【澳大利亚支持Silex Systems量子硅生产】

817日,工业技术公司 Silex Systems 宣布获得从澳大利亚国防开拓者计划中获得510万美元的资助来开展量子硅生产项目,开发生产量子计算芯片所需的零自旋硅技术。在此资助下,Silex Systems将建立一座量子硅生产工厂,提供端到端的制造能力,在澳大利亚建立量子硅产品的主权能力和安全供应链,并为澳大利亚创造一个新的增值出口市场。(来源:Silex 网站)

原文链接:

https://www.silex.com.au/investors/announcements/

https://clients3.weblink.com.au/pdf/SLX/02698612.pdf


【多所大学与量子企业和教育组织合作,扩大AI和量子培训】

8 15 日, SandboxAQ 宣布已与 30 多所大学和其他教育组织机构建立合作关系。这些机构将与 SandboxAQ 开展合作,以拓展其人工智能、量子和 STEM 课程,举办教育研讨会等。(来源:SandboxAQ网站)

原文链接:

https://www.sandboxaq.com/press-release/sandboxaq-collaborates-with-universities-corporations-and-other-educational-organizations-to-expand-ai-quantum-education


【多家公司宣布展开合作,探索量子计算与AI结合应用】

81日,量子计算公司Qubrid宣布加入英伟达Inception计划,该计划旨在为人工智能、量子计算等领域的创新公司提供支持。目前,Qubrid正将英伟达的cuQuantum SDK(用于加速量子计算工作流的优化库和工具)和CUDA Quantum(扩展C++Python的开源编程模型)集成到其开发的量子-经典混合云平台中,有助于抽象底层基础设施,利于人工智能、机器学习和量子开发人员进行研发工作。

815日,量子软件公司 Zapata AI 宣布与量子计算公司 IonQ 结成战略联盟,推进生成式人工智能研究。该联盟扩大了二者之前在量子领域的合作,将在量子硬件上对生成式 AI 技术进行基准测试,以发现量子计算新的潜在优势。此次合作还将推动联合市场进入活动,扩大 IonQ 的高级计算服务与 Zapata 的产品为企业客户提供的交付规模。

823日,量子计算公司Quantinuum和日本中部大学宣布合作,由来自双方的人工智能量子模型领域专家Bob Coecke教授和Masanao Ozawa教授领导的研究小组共同建立一个跨学科团队,来探索量子计算语言学和认知,旨在构建量子人工智能的未来应用。该合作将专注于开发认知的组成模型以及利用最新一代量子计算机进行潜在应用。(来源:Qubrid网站、Zapata网站、Quantinuum网站)

原文链接:

https://q-ctrl.com/blog/q-ctrl-and-oxford-quantum-circuits-partner-to-improve-algorithmic-performance-on-quantum-hardware

https://q-ctrl.com/blog/q-ctrl-adds-morpheus-ventures-to-record-setting-series-b-funding-round-with-total-of-54-million-usd-raised


【英国Phasecraft公司宣布完成1300万英镑A轮融资】

816日,英国量子算法公司Phasecraft宣布完成1300万英镑A轮融资,所筹集的风险投资总额已达到1725万英镑,并获得来自创新英国计划和欧洲研究委员会等机构提供的375万英镑资助。Phasecraft将利用这笔资金继续组建量子研究团队,开发量子算法,推动量子计算机在实际应用中的发展优势。(来源:Phasecraft网站)

原文链接:

https://www.phasecraft.io/news/phasecraft-announces-closing-of-its-13m-series-a-funding


四、科技前沿


—— ——


【新协议提高设备无关QKD效率】

中国科学技术大学的研究人员利用获胜率更高的纠缠游戏方案(Mermin-Peres魔方游戏,获胜率最大8/9,获胜率可对应于通信双方与窃听者博弈中保持信息安全的事件)构建设备无关(DIQKD协议,代替原来DIQKD协议中使用的CHSH纠缠游戏方案。模拟显示,当纠缠可见度超过0.978或者探测效率超过0.952时,新方案具有效率优势。该成果825日发表于《Physical Review Letters》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevlett.131.080801


【在光晶格中构建可扩展的多方纠缠】

中国科学技术大学的研究人员在光晶格超冷原子体系中实现了10原子一维链和8原子二维片两种多体纠缠态,为基于光晶格的量子处理提供了重要示范。研究人员通过开发交叉角度、自旋相关的光学超晶格来解决局部原子自旋操控难题,该光学超晶格可在适度分离的原子上实现多层量子门,并结合量子气体显微镜进行单原子操纵和检测。实验制备了保真度为 95.6(5)%、寿命为 2.20±0.13s 的纠缠态,然后将其连接到10原子一维链的多方纠缠态和 2 × 4 原子的二维片,并通过多体纠缠检测验证了不可区分性。该成果81日发表于《Physical Review Letters》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevlett.131.073401


【新型变分量子算法提升量子线路深度】

中国科学技术大学的研究人员提出一种新型的变分量子算法(VQA),可在不增加硬件资源的前提下大幅提升等效量子线路的深度,从而扩大可求解问题的范围。VQA被认为是中等规模含噪声量子计算机的主要候选算法之一,但当前技术水平的0.1%~1%门失真率导致线路深度有限,并限制了VQA的性能。为进一步降低VQA的硬件要求,研究组提出了薛定谔-海森堡变分量子算法(SHVQA),通过将虚拟的具有高测量效率的海森堡线路合并入较浅的可以在实际硬件上运行的薛定谔线路,从而可以有效测量原先需要较高线路深度的观测量。通过数值实验发现对于12比特系统,SHVQA仅需要4层真实的量子线路就可以实现40层的表达能力。后续对于XXZ自旋模型以及化学分子的数值实验也体现了其优秀的性能提升。该成果811日发表于《Physical Review Letters》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevlett.131.060406


【针对CVQKD的本振光强调制攻击】

北京邮电大学的研究人员针对连续变量(CVQKD实际系统中的本振光涨落可能被攻击者用来掩盖窃听行为的问题,基于一种更具隐蔽性的攻击模型进行分析,该模型中窃听者模拟本振光随机涨落。理论模拟显示,即便通信双方监测了本振光的平均强度和散粒噪声,依然会出现信道参数估计错误和安全密钥率估计偏高的问题。该成果829日以编辑推荐形式发表于《Physical Review Applied》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevapplied.20.024073


—— ——


【稀土离子光源实现全同性,可支持光纤集成量子中继】

美国普林斯顿大学与东北大学的研究人员通过将稀土离子(铒,Er³)掺入钙酸钨材料,获得了具有光谱全同性的通信波段固态光子源,可用于实现光纤集成的量子中继。这种掺杂方案的材料具有无极性、格点对称、低退相干系数(核系综作用)、与稀土离子背景无关的特性,从而可使Er³离子发光的光谱线宽限制在150kHz以内、长时间色散在63kHz以内,有效克服了Er³离子光子源用于光纤量子中继的限制。光子HOM干涉实验显示,该光源不同时刻产生的光子,在经过36km光纤传输后,干涉可见度可达80%;同时也测量到自旋弛豫时间3.7s、退相干时间大于200us。该成果831日发表于《Nature》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06281-4


【基于广义熵累积分析构建通用QKD安全证明】

瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员提出了一种通用QKD协议的框架,并利用信息理论的广义熵累积分析,证明了对于该框架下的QKD协议,都可以将抗相干攻击安全性要求简化到抗集体攻击,并且可以直接分析通用的制备-测量型协议,而无需转换到基于纠缠型协议。该成果829日发表于《Nature Communications》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40920-8


【“卫星透镜链”可实现无中继全球量子通信】

加拿大卡尔加里大学和美国中佛罗里达大学的研究人员提出并分析了通过卫星链(纯光学,无需量子中继)建立全球量子通信设施的新方案。在该方案中,环绕地球共同移动的低轨卫星链将像一组透镜一样,弯曲光子路径使其沿着地球曲率传输,并控制由于衍射造成的光子损耗。数值模拟表明,光子通过“卫星透镜链”传输,即便考虑每颗卫星的光束截断和各种误差(如“卫星透镜”焦距波动)的影响,在20000公里尺度的纠缠分发中衍射损耗也几乎可以消除。在几乎所有可用的距离范围(200-20000公里)内,该协议的损耗也是最小的,可实现稳健的多模式的全球量子通信。该成果818日以编辑推荐和物理特色形式发表于《Physical Review Applied》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevapplied.20.024048


【新型Bell态测量方法成功率超过50%

德国斯图加特大学、美因茨大学的研究人员设计并实验了一种Bell态测量(纠缠检测)的新方法。原先的检测方法基于分束器和探测计数统计,成功率不会超过50%4Bell态仅能有效区分2个)。新方法通过辅助光子增加了检测模,并结合光子数分辨探测技术,实验实现了57.9%的测量成功率,最高可达62.5%。该成果89日发表于《Science Advances》。

论文链接:

https://doi.org/10.1126/sciadv.adf4080


【在交互式密码破译问题上证明量子优越性】

美国NIST/马里兰大学联合量子实验室、IonQ公司、加州大学、劳伦斯伯克利国家实验室、杜克大学、哈佛大学、瑞士苏黎世联邦理工学院、以色列魏茨曼科学研究院的研究人员,首次在明确的经典计算困难问题(两类密码破译问题:陷门claw-free函数、LWE-错误学习问题)上检验量子优越性,其量子计算采用了中间线路测量方法,并在链式离子阱计算机上进行了验证。该成果83日发表于《Nature Physics》。

论文链接:

https://doi.org/10.1038/s41567-023-02162-9


【隐形传态传送物理量—能量】

美国石溪大学的研究人员实验演示了将量子隐形传态用于传递物理量(QET)。该实验在对公众开放的IBMQ-lima超导量子计算机上进行,实验严格消除了测量误差,仅使用本地操作和经典通信,实验结果与理论精确符合。该成果821日发表于《Physical Review Applied》。

论文链接:

https://doi.org/10.1103/physrevapplied.20.024051




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