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IBM将为量子计算等技术投资200亿美元
10月6日,美国总统拜登参观了位于纽约州波基普西的IBM基地。随后,IBM首席执行官Arvind Krishna宣布在未来十年将投资200亿美元,旨在加强纽约哈德逊河谷的半导体、量子计算和其他尖端技术的研发和制造。该计划是自拜登8月签署《芯片和科学法案》以来公布的一连串投资中的最新一项。IBM认为《芯片和科学法案》将通过加速研究、扩大量子供应链以及为研究人员提供更多机会,来探索量子系统的商业应用,推动量子计算的未来发展。拜登称赞这家“具有代表性的美国公司”的承诺是其重建美国创新战略正在奏效的又一个表现。IBM位于纽约州波基普西的园区中心是世界上第一个量子数据中心。该中心于2019年成立,现在拥有20多个量子系统,每天执行超过20亿个电路,是世界上最大的用于商业和研究活动的量子计算系统机组。IBMQuantum System One正是诞生在这里,这是世界上第一个为商业用途设计的集成量子计算系统,这个系统的建立是为了将量子计算带出实验室,进入商业环境。这种设计所带来的稳定性、可靠性、灵活性和可扩展性使27量子比特的Falcon处理器快速迭代到127量子比特的Eagle处理器,同时
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英国成立量子计算联盟
10月6日,英国成立UKQuantum,这是一个代表英国量子计算产业,由行业主导、政府支持的联盟。UKQuantum已经面向英国量子产业组织开放会员资格,致力于成为该行业的领头者,支持英国未来发展成为全球量子计算中心。UKQuantum将为量子部门的成员举办网络研讨会、委员会和线下研讨会,就相关主题向政府提供反馈。该联盟的创始成员包括英国电信、Orca Computing、牛津仪器和Nu Quantum。资料来源:https://ukquantum.org/ukquantum-launches-consortium-to-accelerate-uk-innovation/
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英特尔创造半导体量子比特多项世界纪录
10月5日,在加拿大魁北克举行的2022年硅量子电子研讨会上,英特尔展示了在量子芯片生产研究方面实现的关键里程碑结果。首先,英特尔硅自旋(半导体)量子比特芯片良率高达95%;同时,刷新了硅自旋量子比特数量的新纪录达到12个。这意味着硅自旋量子比特芯片已经非常接近量产,是朝着商业量子计算机所需的数千甚至数百万量子比特迈出的关键一步。该硅自旋量子比特器件是在位于俄勒冈州希尔斯伯勒的英特尔晶体管研发中心开发的,是使用英特尔的第二代硅自旋测试芯片进行的。通过使用英特尔低温探针(在低温(1.7 K或-271.45摄氏度)下运行的量子点测试设备,该团队分离出12个量子点和4个传感器。这是业界最大的硅电子自旋器件,在整个300 mm硅晶圆的每个位置都有一个电子。而且这些芯片采用极紫外(EUV)光刻技术制造,具有显著的一致性,整个晶圆的良率达到95%。英特尔量子硬件总监James Clarke表示:“英特尔继续在利用自己的晶体管制造技术制造硅自旋量子比特方面取得进展。实现的高良率和一致性表明,在英特尔已建立的晶体管工艺节点上制造量子芯片是一项明智的战略,是随着技术商业化的成熟而取得成功的有力标志。”资
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欧洲6国部署首批量子计算机
欧洲高性能计算联盟(EuroHPC JU)在欧盟选择了位于六个国家(捷克、德国、西班牙、法国、意大利和波兰)的站点来托管和运营第一台EuroHPC量子计算机,旨在使欧洲成为超级计算领袖。该量子计算机基础设施将支持开发与欧洲工业、科学和社会相关的各种应用程序,为欧洲超级计算机基础设施增加新功能。2021年12月,EuroHPC JU便通过其RI项目HPCQS启动了其首个量子计算计划,将两个量子模拟器集成到两个已经存在的超级计算机中,每个模拟器控制约100多个量子比特。混合计算融合了最好的量子技术和经典HPC技术,将创造新的创新潜力,并为欧洲进入后百亿亿次级时代做好准备。资料来源:https://insidehpc.com/2022/10/eurohpc-ju-picks-6-quroqcs-sites-for-qauntum-computers/
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中国科大实现百公里自由空间高精度时间频率传递
近日,中国科学技术大学潘建伟及其同事张强、姜海峰、彭承志等与上海技物所、新疆天文台、中科院国家授时中心、济南量子技术研究院和宁波大学等单位合作,通过发展大功率低噪声光梳、高灵敏度高精度线性采样、高稳定高效率光传输等技术,首次在国际上实现百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验,时间传递稳定度达到飞秒量级,频率传递万秒稳定度优于4E-19。实验结果有效验证了星地链路高精度光频标比对的可行性,向建立广域光频标网络迈出重要一步。该成果于2022年10月5日在线发表于国际著名学术期刊《自然》杂志。近年来,基于超冷原子光晶格的光波段原子钟(光钟)的稳定度已进入E-19量级,将形成新一代的时间频率标准(光频标),结合广域、高精度的时间频率传递可以构建广域时频网络,将在精密导航定位、全球授时、广域量子通信、物理学基本原理检验等领域发挥重要作用。例如,当全球尺度时频传递的稳定度达到E-18量级时,就可形成新一代的“秒”定义,2026年国际计量大会将讨论这种“秒”的重新定义。进一步,高轨空间具有更低的引力场噪声环境,光频标和时频传递的稳定度理论上能够进入E-21量级,有望在引力波探测、暗物质搜寻
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中国科大在二维材料固态自旋色心研究中取得新进展
中国科大郭光灿院士团队在二维范德瓦尔斯材料固态自旋色心领域取得重要进展。该团队李传锋、唐建顺研究组与匈牙利魏格纳物理研究中心AdamGali教授等人合作,实验研究并理论解释了六方氮化硼(hexagonalboronnitride,hBN)中带负电硼空位(VB-)色心受磁场调制的自旋相干动力学行为,揭示了hBN中VB-色心电子自旋与核自旋之间的相干耦合和弛豫机制,对发展基于二维范德瓦尔斯材料的相干自旋系统及低维量子器件具有重要意义。该成果9月29日发表在国际知名期刊《Nature Communications》上。近年来的研究发现宽禁带范德瓦尔斯材料hBN是室温自旋色心的优秀宿主,由于范德瓦尔斯材料通过简单的机械剥离就能制备为原子厚度的二维结构,且能和多种微纳结构相耦合,在低维量子器件制备和近场传感探测等方面比三维体材料具有天然优势,因此hBN中的自旋色心成为固态自旋色心领域的研究热点。目前研究最广泛的hBN自旋色心为VB-色心,且研究主要集中于VB-的电子自旋,对VB-电子自旋周围的核自旋尚缺乏深入研究及观测。由于色心周围的核自旋是固态自旋维度扩展的主要途径之一,另外也是造
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实现六量子比特硅基量子处理器
荷兰代尔夫特理工与荷兰应用科学研究组织的联合机构QuTech的研究人员,设计并实现了创纪录的6个硅基自旋量子比特量子处理器,可以以较低误差率运行。这是由新的芯片设计、自动校准程序以及量子比特初始化和读出的新方法实现的,这些进展将有助于实现基于硅的可扩展量子计算。该成果于9月28日发表在《自然》杂志上。在实用的大规模量子计算的道路上,半导体量子点中的电子自旋量子比特显示出良好的前景,因为它们可以通过小尺寸、长寿命的相干性和与先进的半导体制造技术的兼容性进行扩展。然而,与超导、离子阱和光子平台相比,硅自旋量子比特的规模目前还很落后,迄今为止的演示使用了1到4个量子比特。此外,其他量子比特平台的经验表明,在扩大规模时,保持控制的质量需要大量的努力,例如,处理离子阱中更密集的运动谱,避免超导电路中的串扰或避免光子电路中的损失增加。因此,该领域的一个主要挑战和重要方向是在扩大量子比特数量的同时实现所有组件的高保真度。QuTech的研究人员设计、制造和运行了一个六量子比特处理器,并同时实现了通用操作、态制备和测量的可观保真度。为了制造量子比特,单个电子被放置在一个由六个“量子点”组成的线性阵列中,
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中国科大与云南大学合作在青藏高原冰芯定年上取得进展
中国科学技术大学卢征天、蒋蔚教授带领的单原子探测团队与云南大学田立德研究员带领的冰川学团队合作,首次对冰芯进行了氩-39(39Ar)同位素定年测量,为青藏高原羌塘冰川冰芯建立了上千年的精准年代标尺。相关成果以“A Tibetan ice core covering the past 1,300 years radiometrically dated with 39Ar”为题于9月26日在《美国国家科学院院刊》上发表【Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2022, DOI:10.1073/pnas.2200835119】。冰芯是保存环境大气的独特档案,对冰芯进行定年是正确解读其中古气候信息的关键。我国青藏高原被誉为世界第三极,拥有众多的山地冰川,是中低纬度古气候研究的宝贵资源。但是科研人员一直缺少给青藏高原深冰芯绝对定年的可靠方法。半衰期为268年的放射性39Ar覆盖了50-1800年的定年范围。作为一种惰性气体,39Ar在大气中分布均匀,是山地冰川的理想定年同位素。然而,39Ar在环境中的同位素丰度极低,可低至十亿亿分之一,因此冰芯中39Ar的定量分析在
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中国科大在高性能金刚石量子器件制备上取得重要进展
中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石量子器件制备方向取得重要进展,发展了一种全新的基于自对准的光子学器件制备加工技术,可将氮-空位色心这一原子级量子传感器以纳米级精度加工到金刚石器件最佳工作位置,实现接近最优光学探测性能的量子传感器阵列。这项研究成果以“Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision”为题发表在《科学进展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。金刚石,俗称“钻石”,具有高硬度、高稳定性、高透光性、高热导率以及超高的禁带宽度等优异的物理化学性质,在超精密加工、光学材料以及半导体电子器件等工业领域有着广泛的应用。近十多年来,科学家发现金刚石中一种可以发光的原子尺度晶格缺陷–氮-空位色心(简称NV色心)具有极大的量子应用前景,让存在缺陷的不“完美”金刚石变得在实用性上更加“完美”。NV色心不仅可以以纳米空间分辨率对电磁场、压力等多种物理
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Simplifying QKD and Beyond
Simplifying QKD and Beyond