快讯:成都前瞻布局量子赛道;4096QV离子阱量子计算机发布
导读:
当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新是其中一个关键变量。我们要于危机中育先机、于变局中开新局,必须向科技创新要答案。要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。
启科量子深度聚焦量子信息领域,精选一周最值得关注的行业资讯,提供最新行业观察。
头条资讯
成都前瞻布局量子、6G等六大未来赛道
《成都市“十四五”数字经济发展规划》(以下简称《规划》)已出台。《规划》以重点产业链为工作主线,聚焦做强数字产业标识性,大力攻坚集成电路、新型显示、智能终端等六大数字经济核心产业;聚焦凸显数字产业融合性,突出发展无人机、智能网联汽车、数字文创等七大数字新兴优势产业;聚焦把握数字产业未来感,前瞻布局量子科技、6G通信、隐私计算等六大数字经济未来赛道。
美国和瑞典签署量子信息科技合作的联合声明
美国和瑞典签署了《量子信息科学技术(QIST)合作联合声明》。
联合声明将使两国能够利用各自在QIST中的优势,建立全球市场和供应链、创建相互尊重和包容的科学研究社区,并培养未来一代的技能和潜在人才。瑞典教育和研究部国务秘书Samuel Engblom说:“这项联合声明是我们两国研究人员之间密切合作的另一个机会。联合关系也将支持下一代科学家和工程师在量子和其他技术方面的发展。”
启科量子成为工业和信息化部商用密码应用产业促进联盟成员单位
日前,启科量子又解锁了一个“新身份”,成为工业和信息化部商用密码应用产业促进联盟成员单位。

商业动态
Quantinuum通过4096量子体积测试
Quantinuum宣布其霍尼韦尔System Model H1-2量子计算系统的性能翻了一番,成为第一台通过4096量子体积(QV)的商用量子计算机,量子体积是IBM在2019年推出的衡量量子计算机整体能力和性能的基准。

这标志着由霍尼韦尔支持的Quantinuum H系列硬件在两年内第六次创造了测量量子体积的行业纪录。这项成就也实现了霍尼韦尔量子解决方案公司(在2021年底与剑桥量子公司合并,成立了Quantinuum)在2020年3月做出的承诺,在未来五年内每年将离子阱系统的性能提高一个数量级。
IBM量子计算机首次达到256量子体积
IBM Quantum再次将IBM性能最高的处理器的量子体积翻了一番:在Falcon r10量子处理器上实现了256量子体积。

量子体积是测量量子比特质量的方式。具体来说,运行八个量子比特的量子体积电路,以2σ置信区间在超过2/3的时间内测得了heavy output(电路最有可能的输出)概率,成功达到256量子体积。
加拿大银行和 Multiverse Computing 完成加密货币市场的初步量子模拟
Multiverse Computing加拿大办事处宣布,已与加拿大银行(加拿大的中央银行)完成了一个概念验证项目,双方将使用量子计算来模拟非金融公司采用加密货币作为付款方式。
Multiverse Computing首席技术官Sam Mugel说:“我们很自豪能成为第一家G7(七国集团)中央银行值得信赖的合作伙伴,通过使用量子计算来探索复杂网络和加密货币的建模。”
Multiverse Computing在与加拿大银行项目中开展了与应用量子计算模拟复杂经济互动有关的创新工作:共同探索了量子计算技术作为模拟复杂经济行为的一种方式,并使用D-Wave退火量子计算机实现这一解决方案,模拟了能够解决大到8-10个组织的金融网络,并实现了多达2^90种可能的网络配置。
QC Ware获得法国国家投资银行的150万美元资助
QC Ware宣布已获得法国国家投资银行(Bpifrance)的150万美元深科技开发资金项目。
这笔资金将用于开发两个新的量子软件应用程序编程接口(API):用于深度学习和金融。这些API将被集成到QC Ware的Forge量子即服务平台——Forge通过为数据科学家提供针对实际行业问题的开创性和微调的量子算法。为了在欧洲创建一个量子软件生态系统,这笔资金还将在未来三年内用于为QC Ware的巴黎办事处雇用十名新员工。
Archer Materials 推进量子芯片技术的发展
澳大利亚半导体公司Archer Materials正在开发12CQ量子芯片,该技术有可能弥合需要大型量子基础设施与便携式设备(如手机)中的量子芯片鸿沟。

Archer使用“基于高电子迁移率晶体管(HEMT)技术的单芯片集成电子自旋共振检测器”技术,实现了在室温下检测到芯片上的量子信息,同时兼容手机。原理上讲,HEMT技术在半导体行业已经建立并广泛使用,因此它在量子比特控制器件开发中的应用符合Archer公司使12CQ芯片与现代电子产品兼容的战略。
欧洲机构宣布开发用于量子纠错的神经网络的研究项目
Quantum Machines、Alice & Bob以及由里昂高等师范学院的Benjamin Huard教授和马克斯·普朗克光科学研究所的Florian Marquardt教授领导的欧洲领先量子计算研究团队,宣布启动ARTEMIS项目:建立一种基于神经网络的全新量子控制方法,并将其商业化。
为了克服量子计算中的两个主要挑战——量子纠错和最优控制,这个为期3年的项目将专注于开发一种量子控制器,该控制器包含了能够生成控制的实时神经网络。神经网络的使用有望提高量子处理器的精度和性能,并大大减少所需的经典控制资源,这是解决扩大纠错和最优控制方法的真正瓶颈。
研发动态
杜克量子中心正式开放,展望计算的未来
杜克量子中心 (DQC) 于 2020 年启动,其理念是让任何有棘手问题需要解决的人都可以使用其量子计算机。来自商业、政府和学术界的用户,其挑战可能从模拟奇异材料到解决核物理中的理论问题,将能够利用 DQC 世界级量子信息科学家和工程师团队的专业知识。该小组成员包括来自物理系、计算机科学系、电气和计算机工程系的教师,由杜克大学ECE教授、IonQ创始人Christopher Monroe领导。

现在,这个想法变成了现实。DQC 近期组织了研讨会,向来自世界各地的 100 多名当前和潜在合作者介绍了其量子用户设施的独特功能。该活动在达勒姆市中心历史悠久的切斯特菲尔德大楼举行。
量子隐形传态可以用来避免通信信道的损耗
澳大利亚格里菲斯大学量子动力学中心、昆士兰大学和国家标准与技术研究所联合团队强调了围绕各种形式的通信信道(例如互联网、电话)发生固有损失的问题,并发现了一种可以减少这种损失的机制。研究成果发表在《自然通讯》上。
实验中,团队首先发送了一个光子,这个光子不携带任何有用的信息,所以损失它不是一个大问题;然后,通过格里菲斯大学和昆士兰大学开发的“无噪声线性放大器”设备来校正损失的影响:光子可以恢复失去的量子态,但它不能总是成功,有时也会失败;一旦恢复成功,团队就使用另一种纯量子协议——“量子态隐形传态”将想要传输的信息传送到现在校正的载体中,从而避免了信道上的所有损失。这一工作实现了“量子中继”,这正是长距离通信网络的关键组成部分。
PsiQuantum和梅赛德斯-奔驰取得量子化学模拟新突破
PsiQuantum宣布了一项关于锂离子电池(LiB)中的电解质分子如何在容错量子计算机上模拟的新分析。
PsiQuantum和梅赛德斯-奔驰(Mercedes-Benz)研发部合著的技术论文《量子化学模拟的容错资源估计:以锂离子电池电解质分子为例》于2022年4月7日发表在《物理评论研究》杂志上,该论文详细解释了容错量子计算机将如何加速以锂离子(Li-ion)电池为例的电动汽车电池设计。凭借这一技术突破,汽车制造商得以执行以前不可能的电池化学模拟,这使得下一代电池设计的突破成为可能。
中国科大在基于里德堡原子的多频率微波无线传感方面取得重要进展
中国科大郭光灿院士团队在多频率微波传感上取得新进展。该团队史保森、丁冬生课题组利用人工智能的方法实现了基于里德堡原子多频率微波的精密探测,相关成果4月14日以“Deep learning enhanced Rydberg multifrequency microwave recognition”为题发表在国际知名学术期刊《Nature communications》上。
在本工作中,团队基于室温铷原子体系,利用里德堡原子作为微波天线及调制解调器(如图1所示),通过电磁诱导透明效应成功检测了相位调制的多频微波场(频分复用的二进制相移键控信号,一种在数字通信中广泛使用信号传输方式),进而将接收到的调制信号通过深度学习神经网络进行分析,实现了多频微波信号的高保真解调,并进一步检验了实验方案针对微波噪声的高鲁棒性。
国际科学家团队找到了产生“量子光”的新方法和更简单的方法
由加拿大卡尔加里大学和法国国家科学研究中心(CNRS)的物理学团队理论提出并实验展示了一种新的而简单的方法来控制原子自发发射的基本过程,以产生新的量子光状态。

量子光可用于编码和传输信息,是从量子计算到高度安全的量子网络等各种应用的基石。实验人员使用了半导体“量子点”——可以以高速率有效产生单光子的人造原子,在原子发射单个光子时向原子施加两个短脉冲激光,在精确的时间按顺序应用激光脉冲促使原子发出最大纠缠状态的光。团队还从理论上表明,将更多连续的激光脉冲应用于原子将产生更大、易于扩展的量子光纠缠态。相关研究以《由两级原子的序列激发产生的光子数纠缠》为题发表在《自然光子学》杂志上。
量身定制的单光子:光子的光学控制是新技术的关键
德国帕德博恩大学(UPB)的物理学家开发了一种新的概念,用于产生单个光子——构成电磁辐射的微小光粒子,研究结果现已发表在《自然通讯》杂志上。
研究组负责人Artur Zrenner教授解释,“相应光源通常基于产生光子的单个半导体量子发射器的光发射,发射光子的性质是由量子发射极的固定性质决定的,因此不能完全灵活地控制。”为解决这一问题,科学家们开发了一种全光学、非线性的方法来定制和控制单光子发射,即激光引导的能量调谐和光子的偏振控制(即电磁波振荡的频率和方向)。Zrenner认为,这一发现标志了从基于量子光学原理的光子量子系统定制单光子发射的重要一步。
科学家制造了量子自旋液体
哈佛大学科学家观察到一种被称为“量子自旋液体”的量子物质的长期理论化状态,研究结果发表在《科学》杂志上。
这种物质状态的存在理论最初是在20世纪70年代被提出,与电子的“自旋”或磁取向有关。通常情况下自旋是以明确的模式向上或向下定向的;然而在量子自旋液体中,理论上这种自旋模式将是不太可预测的,由两个对齐的电子和一个不对齐的电子组成。为了将理论状态带入现实,研究人员将一个铷原子晶格冷却到接近绝对零度(零下273.15摄氏度),并向系统中的不同原子发射激光,以模拟量子自旋液的“授挫磁铁状态”。理论上科学家认为,这些自旋液体可以用来建立一个更强大的“拓扑”量子比特,在整个纠缠材料中存储信息,这样的量子比特可能是使量子计算机走出研究实验室并进入日常使用的关键一步。
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