前沿动态
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Diraq联合IMEC:半导体工艺量产的硅自旋量子点实现高保真比特操控
近日,澳年夜利亚新南威尔士年夜学(UNSW)孵化的量子草创公司Diraq,与比利时半导体研究机构IMEC结合,正在《天然》颁发重要结果:他们哄骗尺度的12英寸晶圆半导体工艺创造的硅自旋量子比特单位完成了保真度凌驾99%的单比特与双比特量子门。这象征着,硅量子芯片再也不只是试验室里的“手工艺品”,而是无望走向年夜范围、尺度化、产业化的产物。相干研究论文于9月24日正在以“Industry-compatible silicon spin-qubit unit cells exceeding 99% fidelity (产业出产的硅自旋量子比特单位保真度凌驾 99%)为题颁发正在国际学术期刊《天然》(Nature)上。已往试验室中建造的硅量子比特器件,虽机能优秀,但一致性差、难以扩大。这次冲破的要害正在于,Diraq团队初次将硅自旋量子点搬上了与CMOS兼容的晶圆工艺线,并正在多个器件上坚持了高程度的机能。研究职员拔取了四个量子比特单位,全数完成了单、双比特操作保真度凌驾99%,态制备与丈量(SPAM)保真度更是高达99.9%;同时,器件揭示出极佳的量子相关性:自旋寿命 T₁ 最长达9.5秒,Ra
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美国参议院推动11项以量子战略为核心的修正案
9月25日,美国多名商讨员正在2026财年《国防受权法案》审议时期,集中提出11项以量子信息迷信为焦点的批改案,旨正在强化美国量子技能的寰球竞争力与国防使用才能。这些法案集中正在量子计较、抗量子计较暗码系统的迁徙和量子通讯等范畴。田纳西州商讨员Marsha Blackburn是商讨院最踊跃的量子技能提倡者之一,她提交了四项批改案:第一项要求为国防量身定制量子战备战略;第二项要求量子信息迷信经济以及保险影响委员会对量子抗性收集迁徙(quantum-resilient network migration)举行评价。量子抗性收集指可以或许匹敌将来量子计较进犯的信息保险收集,首要技能手腕包含抗量子计较的数学暗码(又称后量子暗码,PQC)以及量子密钥分发(QKD);第三项首要内容是其以及密歇根州商讨员Gary Peters于2025年7月配合提出的《2025年国度量子收集保险移平易近战略法案》;第四项首要内容是其本年4月提交的《国防量子加快法案》。商讨员Blackburn的批改案着重于联邦收集为量子计较机的泛起做好筹办,和为国防步履安排进步前辈的量子信息迷信以及技能体系。另外一条批改案要求正在
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美国与瑞士联合研究团队实现3000中性原子量子比特系统的持续运行
近期,哈佛年夜学、麻省理工学院、苏黎世联邦理工学院构成的结合研究团队展示了一种可以或许连续运转凌驾2小时的3000量子比特体系架构。该事情的焦点上风正在于高速度的量子比特增补才能:正在没有举行原子重排时,每一秒可天生凌驾30,000个已初始化的量子比特;正在履行原子重排以构建完好陷阵列时,每一秒可供给高达15,000个量子比特,而且正在整个重排的历程中,可以或许有用坚持阵列中其余存储量子比特的量子相关性。该研究经由过程完成年夜范围量子比特阵列的连续相关运转,降服了中性原子量子体系中因原子迷失而招致的操作间断瓶颈,为完成年夜范围容错量子计较机、高精度原子钟、量子传感器以及量子收集摊平了门路。相干研究论文于9月15日正在以“Continuous operation of a coherent 3000-qubit system”(3000量子比特相关体系的持续运转)为题颁发正在国际学术期刊《天然》(Nature)上。© Nature基于中性原子的量子体系正在量子计较以及紧密丈量等范畴领有伟大后劲,但恒久以来面对一个焦点瓶颈:作为量子比特的原子会不成防止地迷失,这迫使现有体系年夜多只能低效地“脉冲式”运转,即计较半晌就必需
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美英签订《科技繁荣协议》,推动310亿英镑投资量子技术、人工智能等领域
9月16日,美国总统特朗普国是拜访英国时期,两边签署了《科技凋敝和谈》,两国将谐和资本,加速推进人工智能根蒂根基举措措施、下一代量子计较机和新型核能名目,旨正在削减行政壁垒,加快技能降地。该和谈的要害正在于将量子技能置于最高层级的跨年夜西洋互助议程。文件许诺,两国将“互助开发反动性的量子计较机”,并“加速该技能正在医疗保健、国防以及金融等范畴的安排”。两国将建立一个由“英国以及美国顶尖研究职员构成的事情组,以发明以及加快量子技能的冲破”。© GOV.UK值患上注重的是,这份和谈不只为量子以及AI划分斥地赛道,更鞭策两者的交融赋能。凭据和谈,美英两国将拟定结合研究规划,互助开发反动性的量子计较机,摸索“为应用人工智能举行靶向医治斥地新路子”,哄骗量子计较的算力摹拟庞大的生物体系,从而设计出针对癌症或稀有疾病的靶向疗法。别的,和谈中屡次说起对AI根蒂根基举措措施的巨额投资,本色上也是对量子-AI交融计较平台的铺垫。将来,当量子硬件成熟时,这些壮大的数据中间将作为“经典计较加快器”,为量子计较机供给所需的冷却、电源、年夜范围数据传输收集和算法的验证以及前处置惩罚,配合鞭策AI进入更高阶成长阶段。© GOV.UK这次合
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量子效应突破尺度!瑞士学者实现悬浮纳米球“分身术”
量子效应经常作为宏观粒子的特征而被人们熟知——电子会两全,原子能穿墙,究其缘故原由,是它们有较长的相关长度,即它们的波函数可以扩大到一个可观以至很年夜的空间区域,以是它们有几率泛起正在空间中的肆意位置(离域化)。然而,这类怪异征象正在肉眼可见的微观世界中鸣金收兵,以至关于标准仅为纳米级另外物体,观测这类离域化征象依旧是好不容易的。可是,最新的冲破性研究让咱们瞅到新的但愿,观测微观物体的量子效应并不是不成能!近日,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究职员胜利地将一个直径为100nm的纳米球的量子态举行了离域化[1]。他们经由过程调控光镊,疾速升高激光功率,并采纳紧密的脉冲序列,将纳米球的相关长度(量子离域化的标准)扩展到其初始量子基态极限的三倍以上,同时维持了高纯度。这项冲破性结果颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,标记着微观标准下的离域化成为可能,为更年夜标准上查验量子力学以及完成超高精度传感器的要害范畴奠基了根蒂根基。电子显微镜下的纳米球(左)光镊捕捉纳米球(右)© Physical Review Letters以往针对量子离域化的
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NIST铝离子钟创下全球最精准时钟新纪录
美国国度尺度与技能研究院(NIST)构建的铝离子钟创来世界最精准时钟纪录。研究团队经由过程革新离子阱设计、优化真空体系并引入更波动激光,使该离子钟的没有肯定度到达5.5×10-19,至关于500亿年的计时误差没有凌驾1秒,较此前纪录超出跨越41%,且波动性晋升2.6倍。该研究鞭策了国际从头界说“秒”的进程,还为摸索量子物理学新观点、构建量子技能东西和地球测地学等供给了无力东西。该结果于7月14日颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》上。© Physical Review Letters 研究论文以《体系没有肯定度达5.5×10-19的高波动性单离子钟(High-Stability Single-Ion Clock with 5.5×10-19Systematic Uncertainty)》为题颁发于《物理评论快报》光学钟凡是从两个层面举行评价——精确度(靠近抱负“真实”时间的水平)以及波动性(坚持频次一致性的才能)。铝离子的“滴答”频次极高,且相较于今朝用作“秒”的界说尺度的铯原子,铝离子的滴答频次越发波动,于是很是合适用作时钟。此外,铝离子对某些情况要素(如温度以及磁场)的敏理性也更低。
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美国学者实现可追溯验证的量子随机数生成协议
由科罗拉多年夜学博尔德分校以及美国国度尺度与技能研究院(NIST)主导的结合研究团队开发并演示了一种基于设备有关技能的、彻底可追溯的随机数天生和谈。该和谈经由过程不成预测的非定域量子联系关系提取随机性,并借助漫衍式的交叉哈希链,完成了整个提取历程正在暗码学意思上的验证与追踪。该研究不只完成了一个高保险性以及可托度的量子随机性办事,也标记着量子通讯和谈与新兴互联网技能的协同交融迈出了重要一步。该结果于6月11日颁发正在《天然》杂志。© Nature研究论文以《来自非定域量子上风的可追溯随机数(Traceable random numbers from a non-local quantum advantage)》为题颁发于《天然》杂志随机数天生器普遍使用于彩票、陪审团抽签以及临床实验分组等场景。“真实的随机数”是由正在任何前提下都无奈预测成果的历程所发生的。而很多所谓的“随机数”实在是伪随机数:它们由某种算法天生,只需输出不异,输入就彻底可反复。正在量子随机数天生器中,随机数的天生依赖于对某个量子体系(如光子)的丈量。量子体系可以被制备为丈量成果无奈预测的态,从而发生真正随机性。但无论是经典要领
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哈佛大学实现超低温区间的中性原子量子模拟器
哈佛年夜学的研究团队正在二维哈伯德模子的冷原子量子摹拟中,完成了系统的有用制冷,并初次进入自旋彼此作用占主导的超高温区间。该研究将低熵能带绝缘身形转化为了高度强联系关系的多体量子态,其涵盖了包含半满以及有限掺杂正在内的要害参数区间,并哄骗经典数值摹拟对温度预计以及物态特性举行了交织验证。该研究不只霸占了恒久制约光晶格费米原子体系温度瓶颈的问题,还为应用量子摹拟展现低温超导等庞大凝聚态征象斥地了门路。该结果于6月11日颁发正在《天然》杂志。© Nature 研究论文以《高温区间下的中性原子哈伯德量子摹拟器(A neutral-atom Hubbard quantum simulator in the cryogenic regime)》为题颁发于《天然》杂志哈伯德模子是凝聚态物理中的基本实践框架之一,用以形容晶格上彼此作用的费米子体系,常被用于展现低温超导、磁性和联系关系电子征象等庞大问题的物理机制。只管曾经颠末数十年的起劲,尤为是正在二维以及掺杂景象下,该模子的准确解仍然因其指数级庞大性而难以得到。量子摹拟器是用于摹拟这种模子的可工程化设计的量子体系,其哄骗量子相关性与纠缠,为求解这种问题供给了
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加州理工大学研究团队实现以原子运动状态编码量子信息
加州理工年夜学研究团队采纳一种与原子品种有关的擦除了校对冷却机制(Erasure correction cooling,ECC),使原子以高保真度冷却至静止基态,而且该机制可有用擦除了由静止引发惹起的不对,超出了传统边带冷却技能,初次完成对光镊中的原子静止举行相关节制,为量子信息编码斥地全新体式格局。相干结果于5月22日颁发正在《迷信》杂志上。基于中性原子的量子平台迄今为止不断以电子或核状况来编码量子信息,但这些状况容易遭到情况噪声的影响。原子的静止状况实践上也可用来编码量子信息,并且原子静止状况其实不受电磁场影响,象征着其受情况影响更小。原子静止状况的玻色子性子也使其可用于完成具备玻色子自由度的量子纠错方案,如Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)码,或作为研究晶格规范实践的平台等。此外,原子静止状况自力于电子或核状况,使患上正在多个自由度上(例如静止状况以及电子态)自力编码量子信息成为可能。这类没有同量子比特载体经由过程两个或多个自由度纠缠正在一路的征象叫做超纠缠,以前仅正在光子量子比特中患上以完成。应用原子静止状况编码量子信息的难点正在于使原子处于基态的高效的冷却方案还没有完成,本研究
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美国公布2026财年预算提案,保留对量子信息研究的投入
5月2日,白宫经管以及估算办公室向美国国会提交了特朗普总统的2026财年首要酌情估算提案。正在特朗普当局年夜幅减少大众研究经费的环境下,该估算坚持了量子信息研究收入的波动,标明该范畴依然是美国当局重点存眷的优先范畴。凭据估算提案,特朗普当局将接续撑持动力部以及美国国度迷信基金会安排的量子信息迷信研究使命,相干资金估算将为鞭策美国坚持要害技能当先竞争力而予以保存。颁布的估算内容显示,“总统提议的非国防可自由支配估算受权根蒂根基为1630亿美圆,比以后年度收入低22.6%。”此中,美国国度迷信基金会的赞助将削减56%,美国国立卫生研究院的估算被减少约40%,美国情况维护局的赞助将被减少55%。提案写道:“估算削减了对天气变迁以及绿色新圈套研究的资金,但坚持了美国正在高机能计较、人工智能、量子信息迷信、聚变以及要害矿物等优先范畴的竞争力。”终极,该联邦估算提案将由美国国会决定。由该提案可见,美国当局不断将量子信息视为战略范畴。同时,IBM以及Google等美国科技巨头公司也呼吁联邦当局接续谐和资本以坚持量子技能成长势头。原文链接:https://science.nasa.gov/directorat
