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美国陆军指定量子信息科学研究中心
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
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中国科大成功实现最大规模的51比特量子纠缠态制备
中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与北京大学袁骁合作,成功实现了51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录,并首次实现了基于测量的变分量子算法的演示。该工作将各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性,对于多体量子纠缠研究、大规模量子算法实现以及基于测量的量子计算具有重要意义。相关研究成果于7月12日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。量子纠缠是量子力学中最神秘也是最基础的性质之一,同时也是量子信息处理的核心资源,是量子计算加速效应的根本来源之一。多年以来,实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。自1998年人们首次利用核磁共振系统实现3比特GHZ态的制备开始,真多体纠缠态的制备成为包括光子、离子阱、NV色心、中性原子及超导量子比特等各种物理系统规模化扩展的重要表征手段。其中,超导量子比特具有规模化拓展的优势,在近年来发展迅速。我国科学家在超导量子比特多体纠缠制备方面取得了一系列重要成果,自2017年起
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实现迄今最高精度的电子电偶极矩测量
美国实验天体物理联合研究所(JILA)的研究团队将电子电偶极矩(eEDM)上界值压缩到4.1×10-30e·cm,比之前的最好结果提升了2.4倍。这项新的测量意味着,如果将电子的大小比作地球,那么它形状中的任何不对称性都必须小于一个原子的尺度。该成果使得人们能够搜寻新粒子,所覆盖的质量范围可达到比目前大型粒子对撞机所能实现的能量还要高十倍,并可能有助于解释宇宙中正反物质的非对称性。该成果于7月6日发表在《科学》杂志上。© Science研究论文以《电子电偶极矩的改进界限(An improved bound on the electron’s electric dipole moment)》为题发表于《科学》杂志大爆炸理论认为,宇宙的初始状态应该以相等数目的物质和反物质形成——它们是彼此的镜像,具有相反的电荷。然而,在我们的宇宙中物质很常见,而反物质却很稀少。理论物理学家提出,某些亚原子粒子的存在可能使得物质占据优势。如果这些粒子存在,它们将在电子周围瞬时地出现和消失,从而使电子呈现出椭球形状。这些粒子的质量巨大,因此产生它们所需的能量也非常庞大,以至于即使在全球最大的粒子加
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Q-CTRL将与澳大利亚国防部合作开发量子导航技术
Q-CTRL是通过量子基础设施软件开发有实用价值量子技术的全球领导者,宣布与澳大利亚国防部合作开发量子传感器,为军事平台提供量子导航能力。该计划将提供基于Q-CTRL行业领先的软件加固型量子传感技术的量子增强定位和导航能力。量子增强导航将使车辆能够在GPS不可用或不可信的情况下长时间准确定位,为国防行动开辟新的领域。在空中、太空、地下和水下,量子导航允许长时间的续航任务,并确保定位免受敌人的干扰或欺骗。民用和军用导航对GPS的依赖已成为全世界政府和私营部门组织的一个关键弱点。仅在美国,有限访问或完全拒绝GPS信号估计每天就造成超过1亿美元的经济损失。GPS的现有替代品带来的优势有限,面临快速累积的报错,可能对国防任务构成巨大风险。例如,大多数海军舰艇使用备用“惯性导航”系统,该系统可以感知运动以帮助定位,但可能导致船只在没有GPS的情况下仅几个小时后偏离航线数英里,这足以在恶劣条件下将船只很快引导到水下障碍物。Q-CTRL的技术利用原子的量子物理特性来检测地球引力场的运动和微小变化,利用这些信号实现长时间的导航。量子传感器提供非常可靠的输出,因为它们的信号来自物理的
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One Click at a Time: Photon- and Electron-Level Modeling in Computational Imaging
One Click at a Time: Photon- and Electron-Level Modeling in Computational Imaging
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沃达丰测试用于智能手机的量子安全虚拟专用网络
沃达丰担心量子系统破解加密代码的潜力,并正在测试用于智能手机的量子安全虚拟专用网络(VPN)。7月5日,这家电信巨头表示,它已与去年从谷歌母公司Alphabet分离出来的初创公司SandboxAQ合作,使用标准智能手机对量子安全VPN进行概念验证测试。沃达丰表示,该VPN已被调整为使用美国国家标准与技术研究院(NIST)开发的加密代码- 所谓的抗量子加密(PQC)算法- 被认为可以抵抗通过量子方法破解。根据沃达丰研发主管Luke Ibbetson的说法,该公司担心所谓的“现在存储,以后解密”攻击:恶意行为者可能会收集加密的敏感通信,希望将来使用量子系统对其进行解码。根据Ibbetson的说法,“虽然与加密相关的量子计算机可能还需要数年时间,但具有能力的量子攻击者构成的威胁今天已经存在。”Vodafone-SandboxAQ Quantum Secure VPN项目评估了PQC算法对这一关键电信服务的影响,而不会影响客户体验。在该项目中,沃达丰使用新技术和定制的SandboxAQ软件构建了第一个用于量子安全互联网协议和分析的量子安全VPN。沃达丰表示,它一直在
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汇丰银行成为首家加入英国量子安全城域网的银行
汇丰银行是第一家加入英国电信和东芝量子安全城域网的银行,使用量子密钥分发(QKD)连接两个英国结点,以准备其全球业务以应对未来的网络威胁。该技术将在多种场景中进行试验,包括金融交易、安全视频通信和一次性密码本加密,以及使用AWS Snowball Edge设备的AWS边缘计算功能。汇丰银行将在其位于金丝雀码头的全球总部和62公里外的伯克希尔数据中心之间试验通过光纤电缆进行量子安全传输测试数据。QKD是一项重要的技术,它使用光粒子和量子物理学的基本属性在各方之间传递密钥。这些密钥可用于加密和解密敏感数据,并且不受量子计算机的窃听或网络攻击。汇丰银行(HSBC Bank Plc)和汇丰银行欧洲首席执行官Colin Bell表示:“我们的客人、客户和员工希望我们拥有安全可靠的运营和弹性网络安全,因此我们必须保持领先地位。这就是为什么我们已经在为量子未来进行全球准备。我们正在率先进行行业领先的试验,招募训练有素的专家,并投资于强大的战略合作伙伴关系,以探索如何在这些技术推进时部署它们。今天的里程碑证明了合作的重要性,并展示了当行业领导者联手时可以实现的重大创新和进步。汇丰对量子
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Geometries underlying non-equilibrium quantum dynamics
Geometries underlying non-equilibrium quantum dynamics
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面向基本物理常数测量的高离化态离子(HCI)光频标的研究
面向基本物理常数测量的高离化态离子(HCI)光频标的研究
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首次在超冷原子中实现分数霍尔效应
由哈佛大学Markus Greiner小组主导的国际合作团队首次利用光晶格中的超冷原子实现了分数量子霍尔态。研究团队通过Floquet动力学调控的方法产生了合成磁场,并设计了一种新的量子态绝热制备方案,从而在一个4×4的光晶格中制备了由两个玻色子87Rb所形成的ν=1/2Laughlin态,最终利用量子气体显微镜观察到了Laughlin态的标志性特征。该研究为使用超冷原子研究高度纠缠的拓扑物质提供了新的思路,并在容错量子信息处理技术中具有潜在的应用。该成果于6月21日发表在《自然》杂志上。© Nature 研究论文以《用超冷原子实现分数量子霍尔态(Realization of a fraction quantum Hall state with ultracold atoms)》为题发表于《自然》杂志20 世纪80 年代量子霍尔效应的发现揭示了一种被称为“Laughlin态”的新物态的存在,以从理论上对其进行了表征的1998 年诺贝尔物理学奖得主、美国物理学家Robert B. Laughlin的名字命名。Laughlin态是一种强相互作用的拓扑物质,具有分数电荷、长程拓扑