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中国科大在超导量子计算非绝热几何量子计算领域取得重要进展
中国科大郭光灿团队在非绝热几何量子计算领域取得重要进展。该团队郭国平教授研究组与本源量子计算公司合作,在本源“夸父”6比特超导量子芯片上实现了演化路径缩短近两倍的非绝热几何量子计算,并展示了单比特几何相位门对拉比频率误差的绝对优势。该成果以研究长文的形式发表在4月25日出版的国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。超导量子比特是公认的最有希望实现量子计算的几个物理系统之一,目前正处于含噪声中等尺度量子计算阶段,超过50个比特的样品和基础的纠错算法已经被展示。但是控制和环境噪声限制了超导量子计算的进一步发展,如何实现对操控噪声不敏感的高保真度量子逻辑操控是实现大规模量子计算的关键。几何量子计算是利用几何相位来实现量子逻辑门操作的量子计算策略,其特点是利用几何位相的整体几何性质来避免某些局域无规噪声的影响,从而实现高保真度的量子逻辑门。因此,基于阿贝尔和非阿贝尔几何相位的几何与和乐量子操控是量子物理和量子信息领域中非常重要的研究课题。图1 (a)“夸父”6比特超导量子芯片电镜图,前两个相邻的比特被用于展示本文的实验。(b)传统动力学门方案(Dy
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A multiplexed quantum memory for full fiber based quantum networks
A multiplexed quantum memory for full fiber based quantum networks
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现代空间重力场测量与相对论性引力实验
现代空间重力场测量与相对论性引力实验
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美韩签署《关于量子信息科技合作的联合声明》
4月26日,美国和韩国在华盛顿签署了《关于量子信息科技合作的联合声明》。此次签署是韩国总统尹锡悦和美国总统乔·拜登在华盛顿进行的国事访问的一部分。该声明表示,两国将在量子信息科学和技术方面开展合作,并强调“加强公共和私人合作,促进量子技术在内的关键新兴技术发展;加快量子科学和技术领域的联合研究和专家交流,进一步加强价值共享的合作伙伴关系。”在美韩签署联合声明前,4月14日“世界量子日”,韩国宣布加入国际量子科技交流门户网站Entanglement Exchange,美国为该网站创始成员之一。这两项行动表明美韩持续深化量子科技领域的伙伴关系。美韩两国近年来一直在增加量子科技领域的投入。美国早在2018年就启动了国家量子倡议法案,4年内新增政府投入约13亿美元,而2022财年政府投入就超过9亿美元;韩国承诺8年投资约10亿美元,其中包括为美国和欧盟的联合研究中心提供资金。新闻来源:https://www.quantum.gov/the-united-states-and-republic-of-korea-sign-joint-statement-to-boost-quantu
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Millisecond-lived Circular Rydberg Atoms in a Room temperature experiment
Millisecond-lived Circular Rydberg Atoms in a Room temperature experiment
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印度投入600亿卢比支持《国家量子任务》
4月20日,印度内阁宣布在2023年-2030年期间投资超600亿卢比(约合50亿人民币),用于支持“国家量子任务(National Quantum Mission,NQM)”。该任务旨在促进量子科技研究和工业应用开发,使印度成为量子技术的全球领导者,同时支持数字印度、印度制造、技能印度和可持续发展目标等国家优先事项。NQM的建设目标有:1.未来8年内开发具有50-1000个量子比特的中规模量子计算机。2.拟在建立卫星与印度境内地面站的安全量子通信,并与其他国家进行远距离安全量子通信;实现超过2000公里的城际量子密钥分发,同时也部署了具有量子存储的多节点量子网络。3.开发高灵敏度磁力计和用于精确计时、通信和导航的原子钟。4.支持量子材料的设计和合成,例如超导体、新型半导体结构和用于制造量子器件的拓扑材料。5.为量子通信、传感和计量应用开发单光子源/探测器和纠缠光子源。为促进量子科技研发,NQM将在学术界和国家研发机构建立四个主题中心(T-Hubs),专注于量子计算、量子通信、量子传感与计量以及量子材料与器件。这些中心将通过基础和应用研究产生新知识和新技
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苏黎世理工大学实现迄今最大规模的薛定谔猫态
瑞士苏黎世理工大学Chu Yiwen团队在一块质量为16.2微克的蓝宝石晶体上,使约1017个原子处于两种不同声子振荡模式的叠加,构建了迄今为止最大规模的薛定谔猫态。该结果为探索量子和经典世界之间边界提供了新的方向,有望在连续变量量子信息处理和机械谐振腔计量学中得到应用。该成果于4月20日发表在《科学》杂志上。量子效应通常局限于原子、分子等微观尺度,人眼可见的日常世界不具有量子特性。科学家可以使某些微小物体显示量子特征,但是并没有完全理解量子和非量子之间的边界。1935年,埃尔温·薛定谔设想了一种可以通过放射性衰变毒害猫的装置,并得出结论,一个原子同时处于“衰变”和“未衰变”的叠加可以映射到猫同时“死”和“活”的叠加上。这个假想的场景有两个方面使它显得荒谬和反直觉:首先,猫是一个宏观的、日常的物体;其次,“死”和“活”是我们的经典经验中相互排斥的状态。对于为什么我们可能永远不会遇到处于如此不幸状况下的猫,人们提出了许多解释,比如宏观物体可能过于复杂,受制于太多的退相干源,无法维持不同状态的叠加等。另一些理论则引入了超出标准量子力学的额外效应,如本征随机噪声或引力退相干导致的波函
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中国科大在多能级量子比特操控方案中取得重要进展
中国科大郭光灿院士团队在量子比特操控方案研究中取得重要进展。该团队郭国平教授、李海欧教授和龚明教授等人与纽约州立大学布法罗分校胡学东教授以及本源量子计算有限公司合作,对量子点系统中常见的多能级系统的量子调控展开研究,发现一种新的、实用的多能级调控方案。在该方案中,通过调控微波驱动频率、幅值等参数,可以实现任意能级结构,进而实现高速、抗噪声的量子比特操控。这种操控方案为实现高保真度量子比特操作提供了一种新途径。该研究成果发表在4月19日出版的国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。量子态的操控和演化在量子计算领域具有重要应用。所有的量子门操作,本质上都是这种操控的结果。这一原理被用广泛用于原子、超导比特、半导体量子点电荷和自旋比特等系统中,并在这些系统中实现了多种高保真度量子比特门。如果有效能级越简单,则操控越容易,精度越高。相反,当量子系统能级结构较为复杂时,对它们的调控就会非常复杂,而且可能出现各种串扰等。以半导体自旋量子比特系统为例,一个两比特系统的理论模型为五能级结构。使用微波驱动这样的五能级系统时,系统中不同的相干过程相互影响,使得整个
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欧盟启动Qu-Pilot项目联合量子技术生产设施
4月19日,欧盟出资1900万欧元成立Qu-Pilot项目。该项目将欧洲试点基础设施联合量子技术生产设施,最终目标是加快欧洲量子技术工业创新走向市场,并帮助建立可信赖的供应链。Qu-Pilot项目由来自9个不同国家的21个合作伙伴组成,于2023年4月启动,将运行3.5年。Qu-Pilot项目旨在升级欧洲现有的试验线基础设施,并与欧洲的量子技术硬件行业一起实现产品开发。联合试验线根据欧洲现有和正在开发的试验线分为四个技术平台,主要侧重于超导、光子学、半导体和金刚石技术的四种方法。各种技术平台主要为不同的应用提供解决方案。其中,超导技术是量子器件最成熟的平台之一,超导电路和离子阱是最成熟的量子计算平台,而金刚石平台中的光子学和氮空位(NV)中心在量子通信中占主导地位,金刚石平台也被公认为适合传感的平台。参考资料:https://www.ipms.fraunhofer.de/en/press-media/press/2023/Quantum-Technologies-from-Europe.html
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D-Wave公司Advantage量子计算系统模拟自旋玻璃动力学
D-Wave公司与波士顿大学团队的合作研究表明,D-Wave公司5000量子比特的Advantage量子模拟机在解决自旋玻璃的3D优化问题方面性能明显高于经典系统,该工作展示了了迄今为止最大规模的可编程量子模拟器。该成果于4月19日发表在《自然》杂志上。D-Wave公司生产一类特殊的量子处理器,其系统中的量子比特与Google,IBM等采取的量子比特方案完全不同。D-Wave采用的是“绝热量子计算”方案,其激发的初始态是可编程的,之后系统被静置,量子比特自然退入系统能量最低状态,系统的最终最小能量状态即是一个特定优化问题的解。该方案对量子比特的相干性要求较低,因而较容易扩展到更多的比特数目并进行运算。然而绝热量子计算方案相较于经典计算机的优越性无论从理论上还是实验上都尚待证实。在最近的一项研究中,D-Wave和波士顿大学合作,演示了其5000量子比特的Advantage量子模拟机可以解决自旋玻璃的3D优化问题——一类棘手的优化问题,性能明显高于经典系统。自旋玻璃是磁性合金材料的一种亚稳态。在铁磁性和反铁磁性状态中,磁矩方向(自旋)的分布是长程有序的,而自旋玻璃中的磁矩方向是