前沿动态

近日，欧洲量子技术公共研究资助计划QuantERA发布了《2023年量子技术公共政策报告》。该报告总结了31个欧盟成员国和相关国家在量子技术领域的成果、各个国家和地区的量子技术政策、相关研究资助组织提供的政策和资助工具的概况，并全面介绍了当前的量子格局。其中主要发现有：• 与2020年相比，欧州各国的量子技术战略和政策发生了显著变化。丹麦、德国、匈牙利、以色列、意大利、拉脱维亚、荷兰、瑞士和英国明确了量子技术国家战略并提供了资金支持方案。奥地利、丹麦、西班牙、瑞典、瑞士提出了大规模政府资金扶持倡议。爱尔兰、罗马尼亚、斯洛伐克、西班牙、瑞典的国家量子技术战略正在研究中。• 丹麦、爱沙尼亚、芬兰、德国、希腊、卢森堡、挪威、罗马尼亚和土耳其在制定国家层面的战略发展路线图中提及了量子技术，如预算投入、发展建议等。• 目前各国的发展量子技术的主要战略目标和举措集中在：汇集学术和行业的相关利益相关者、将量子物理的基础研究成果向应用转化以及重点发展量子计算。• 量子技术的研究人员和从业人员队伍培养日益重要，成为各国接下来政策强化支持的趋势，尤其是针对科研人员和从事相关教育的人员的

软银公司和东京大学宣布，他们于2023年9月启动了一项联合研究合作，以期在量子计算机的业务利用方面取得成果。与此相关的是，软银加入了由东京大学运营的量子创新计划联盟。软银和东京大学旨在加强产学合作，加快量子计算技术业务应用的研发，并使用量子计算机IBM Quantum System One验证应用，该计算机配备127量子位处理器，将安装在川崎企业孵化中心（“KBIC”）。软银和东京大学将把该系统与5G、6G和物联网等移动通信技术联系起来，为量子计算机的社会实践做出贡献。■关于量子创新计划联盟QIIQII联盟的成立是为了建立一个独特的量子计算技术生态系统，促进与量子计算相关的具有战略意义的研究和开发活动，并扩大日本经济发展机会。■关于共同研究合作配备超过100个量子位的量子计算机用于探索复杂问题，有望有效地解决与商业和科学领域相关的计算问题，这些问题对经典计算机来说是具有挑战性的。另一方面，当前的量子计算机，也称为噪声中尺度量子（“NISQ”）计算机，需要通过增加量子比特数量来实现性能改进，并且可能会产生由噪声增加引起的错误。因此，验证量子计算商业化的实际应用的实

普林斯顿大学的研究团队报道了构建量子中继器的新方法。他们利用固态晶体中的铒掺杂剂与纳米光子腔耦合后发射的光子，观察到36千米延迟线后80%的双光子干涉度，表明了出射光子较低的噪声水平与高度不可区分性。该研究为创建所需的通信波段光子态提供了直接途径，并为开发更灵活实用的量子中继技术提供了机遇。该成果于8月30日发表在《自然》杂志上。© Nature 研究论文以《来自单个固态铒离子的不可区分通信频段光子(Indistinguishable telecom band photons from a single Er ion in the solid state)》为题发表于《自然》杂志长距离量子网络将在量子信息科学中具有许多应用，包括超安全通信、模块化量子计算和分布式量子传感。这种网络通过在远程节点之间分发纠缠来运行。节点可以通过在其间发送光子连接起来。然而，光子在通过长链路时会衰减。即使在光纤的最佳波长（1.5微米，即通信波长）下，每20公里就会损失约一半的光子。这种损失可以通过使用称为量子中继器的中间网络节点来克服。量子中继器是使用原子或类原子系统构建的，其光学跃迁（导致

奥地利因斯布鲁克大学的研究团队利用有限范围相互作用产生的原子纠缠，显著提高了原子的光学跃迁测量精度，展示了量子增强传感器中的优势。对原子系统中量子态的控制已经实现了迄今为止最精确的光学原子钟。然而，它们的灵敏度目前受到标准量子极限的限制，这是量子力学为非关联粒子设定的基本下限。但是，当与纠缠粒子一起操作时，可以克服这一限制。该研究代表了将纠缠整合到大量粒子运行的原子光钟中的关键一步，并有望用于更好地保护束缚光学量子比特。该成果于8月30日发表在《自然》杂志上。© Nature 研究论文以《有限范围相互作用下光学跃迁的量子增强传感(Quantum-enhanced sensing on optical transitions through finite-range interactions)》为题发表于《自然》杂志量子系统的观测总是受到一定的统计不确定性的影响。“这是由量子世界的本质造成的，”论文的第一作者Johannes Franke解释道，“纠缠可以帮助我们减少这些错误。”研究人员使用激光来调整排列在真空腔中的离子的相互作用并使其纠缠。他们在实验室中测试了纠缠粒子系综的

国际标准化组织（ISO）推出了其首套专门针对量子密钥分发（QKD）安全要求的标准。这个文件概述了根据ISO/IEC 15408系列评估QKD系统安全性的综合框架。ISO的QKD安全标准被专家公认为量子加密领域的重要举措，将迎来安全数据传输的新时代。根据ISO的网站，该文件建立了一套基本的通用安全功能要求（SFR），涵盖了QKD模块的各个方面，包括常规网络组件，量子光学组件和QKD协议的整个实现。为了便于分析这些SFR，该文件深入研究了QKD模块在其操作环境中可能遇到的安全挑战。此分析基于对QKD模块安全功能和QKD协议分类的结构评估。与QKD模块中的传统网络组件相关的SFR已集成到更广泛的ISO / IEC 15408框架中。它们还借鉴了ISO/IEC 19790 中概述的方法，以及管理加密模块和网络设备测试的相关标准。ISO是一个独立的国际组织，拥有169个国家标准机构的成员，汇集专家，建立自愿的、基于共识的国际标准，以应对全球挑战并鼓励创新。据该组织称，这些QKD安全标准的发布突出了ISO致力于在不断变化的数字威胁环境中培养强大的网络安全解决方案。这些标准会

近日，美国空军研究实验室(AFRL) 开设了极限计算中心，旨在利用量子计算技术保护国家，并为作战人员提供改变游戏规则的技术。AFRL 极端计算设施重点在国防应用的基础研究，包括两个量子计算、网络和安全基础研究实验室，两个神经形态计算实验室。AFRL 宣布已获得4400 万美元的资金，其中有400万美元用于开发“下一代离子阱计算机”，1000万美元用于分布式量子网络测试台和量子云计算环境。参考资料：https://www.afrl.af.mil/News/Article-Display/Article/3491698/afrl-opens-state-of-the-art-extreme-computing-facility-announces-44-million-in/

国际数据公司（IDC）发布了对全球量子计算市场的第二次预测，预计用户在量子计算方面的支出将从2022年的 11亿美元增长到2027年的76亿美元。这意味着五年复合年增长率（CAGR）为48.1%。该预测包括基础量子计算即服务以及启用和相邻量子计算即服务。新的预测远低于IDC之前于2021年发布的量子计算预测。在此期间，用户在量子计算方面的支出受到多种因素的负面影响，包括：量子硬件开发的进展比预期的要慢，这推迟了潜在的投资回报;其他技术的出现，如生成人工智能，预计将为最终用户提供更大的近期价值;以及一系列宏观经济因素，例如更高的利率和通货膨胀率以及经济衰退的前景。IDC预计，量子计算市场将继续经历较慢的增长，直到公布一项导致量子优势的量子硬件研发重大进展。在此之前，大部分增长将由量子计算即服务基础设施和平台的成熟化以及适合量子技术的性能密集型计算工作负载的增长所推动。IDC还预计，在2023-2027年的预测期内，量子计算市场的投资将以11.5%的复合年增长率增长，到2027年底将达到近164亿美元。这包括公共和私人机构的投资，技术和服务供应商的内部分配（研发支出），以及

美国联邦储备系统理事会（Board of Federal Reserve System）预见了金融体系面临的一系列新兴技术威胁——量子计算破解当前网络安全的能力就是其中之一。在最近提交给美国国会的一份报告中，美联储对量子计算对金融部门安全构成的潜在风险表示担忧。该报告强调了量子计算使当前加密标准过时的可能性，从而使敏感的金融数据面临风险。报告称，量子计算具有前所未有的数据处理能力，有可能破解目前保护金融机构敏感信息使用的加密方法。量子密码学的引入被视为应对这些漏洞的有希望的解决方案。它为保护静态和传输中的数据提供了新的途径，有望提高加密体系的完整性和机密性。然而，恶意行为者可能会利用同样的进步来逃避检测并促使数据泄露，这引起了人们对这项技术双刃剑性质的担忧。该报告的见解之一是，量子密码学在更大范围内的实施面临障碍，特别是在与现有留存系统集成时。大量的硬件需求和其他管理方面的挑战对快速采用新体系构成了重大障碍。尽管有潜在的好处，但向量子密码学的过渡将需要仔细的规划和大量投资，这表明金融部门面临着一条复杂的道路。美联储的报告强调了合作的必要性。它强调了联合行动对于理解、

8月1日，工业和信息化部发布的《量子保密通信网络架构》（YD/T 4301-2023）、《量子密钥分发（QKD）网络 网络管理技术要求 第1部分：网络管理系统（NMS）功能》（YD/T 4302.1-2023）、《基于IPSec协议的量子保密通信应用设备技术规范》（YD/T 4303-2023）三项标准三项量子保密通信相关的通信行业标准落地实施。参考资料：https://quantumchina.com/newsinfo/6250712.htmlhttps://www.miit.gov.cn/

美国陆军已经指定陆军作战能力发展司令部的陆军研究实验室为国防部四个量子研究中心之一。那里的科学家将利用量子物理的力量，“这些特性将带来计时和传感方面的革命性进步，并将为士兵带来颠覆性的计算和通信能力，”陆军高级研究科学家Fredrik Fatemi博士解释道。Fatemi在陆军新闻稿中表示：“未来的研究将使作战人员能够更好地衡量并更快地做出决定，从而影响2040年及以后的陆军。” “这就是为什么QIS是陆军的优先研究领域。”量子信息科学“已经构成了我们认为理所当然的工具的支柱，例如全球定位系统的原子钟。在短期内，我们将看到计时和传感方面的革命性进步；而从长远来看，量子计算和其他纠缠增强量子技术可能会带来颠覆性的技术惊喜。”到目前为止，陆军研究实验室已经开发出一种用于接收无线电传输的量子传感器和一种低成本原子钟，以帮助士兵及其各种系统以最精确的方式记录时间。参考资料：https://www.army.mil/article/268072