soujer

中国科大郭光灿院士团队在基于里德堡原子的低频射频电场测量上取得重要进展。该团队史保森、丁冬生课题组利用非共振外差方法实现了基于里德堡原子的低频射频电场精密探测，相关成果以“Highly sensitive measurement of a MHz RF electric field with a Rydberg atom sensor”为题发表在国际应用物理期刊《Physical Review Applied》上。里德堡原子由于其较大的电偶极矩和极化率等独特性质，在微波测量领域展现出巨大应用潜力。基于里德堡原子的量子传感器在测量精度﹑抗干扰性以及可朔源等方面有望超越传统微波接收系统，因此该研究方向受到广泛关注，例如：美国陆军研究室、桑迪亚国家实验室等开展了相关研究，并取得了重要进展[Physical Review Applied 13, 054034 (2020)，Physical Review Applied 15, 014047 (2021)]。尽管里德堡原子传感器在GHz高频微波频段探测取得了重要进展，但在MHz附近的低频波段却遇到困难，测量灵敏度较低，其主要原因在于低频

7月20日，美国国家科学基金会（NSF）出资300万美元，用于圣路易斯华盛顿大学开展的一项融合量子科学和工程的研究生培训计划——“跨学科链接量子传感技术”（LinQ-STL）。LinQ-STL将连接华盛顿大学、密苏里大学圣路易斯分校、圣路易斯大学和哈里斯-斯托州立大学之间的量子研究工作，允许对教育或技术转让感兴趣的研究生在华盛顿大学教学与学习中心、技术管理办公室或各种国家实验室和工业合作伙伴实验室完成实习。项目预计培训100名学生，研究重点为量子传感器。NSF表示，量子信息科学与工程是国家最重要的优先事项。NSF承诺将继续投资于未来的STEM劳动力，让受训人员做好准备，以应对越来越需要跨越传统学科界限的挑战。支持创新和基于证据的STEM研究生教育，重点是招募和留住多元化的学生群体，这对于确保强大且准备充分的STEM劳动力至关重要。参考资料：https://source.wustl.edu/2022/07/nsf-funds-regional-training-program-to-boost-quantum-workforce/

Flatiron 研究所的Dumitrescu等人使用可编程的离子阱量子处理器，将量子比特用基于斐波那契数列的准周期激光脉冲激发，创造了一种前所未有的物质相，带来了一种不易出错的量子信息存储方式。该研究成果于7月20日发表在《自然》杂志上。该团队使用的是由10个囚禁在离子阱中的镱离子构建的量子处理器，每个离子可以使用激光脉冲进行单独操控，可以编码一个量子比特。为提高量子比特的相干时间，通常可以用周期性的激光脉冲调控离子以增加时间对称性。该团队则是通过使用有序但不重复的激光脉冲，使离子的时间对称性达到两种。以其他有序但不重复的东西为例：准晶。典型的晶体具有规则的重复结构，例如蜂窝状六边形。准晶仍然是有序的，但其模式却永远不会重复。准晶就像从更高维度投射或压扁到更低维度的晶体。这些更高维度甚至可以超出三维。例如，二维Penrose拼接是5维晶格的投影切片。Dumitrescu等人在2018年便提出在时间而非空间维度创造准晶。周期性激光脉冲是交替发射，而研究人员则创建了基于斐波那契数列的准周期性激光脉冲方案。在这样的序列中，序列的每一部分都是前两部分的总和，这样的排列，就像准晶一样，是有序但

中国科大郭光灿院士团队在量子密钥分发网络化研究方面取得重要进展。该团队韩正甫教授及其合作者王双、银振强、陈巍等实现了抗环境干扰的非可信节点量子密钥分发网络，全面提高了量子密钥分发网络的安全性、可用性和可靠性，向实现下一代量子网络迈出了重要的一步。相关研究成果于7月16日在线发表在国际学术知名期刊《Optica》上[Optica, 9, 812-823(2022)]。网络安全是信息时代的重要主题，量子密钥分发网络以量子物理原理为基础，可为成千上万的用户提供信息论安全的保密通信服务，构建安全可控的网络环境。当前，量子保密通信网络已在全球各地先后部署，在实践中证明了其优越的安全通信能力。但网络中对于可信节点的需求提高了其实际部署的门槛，如何免除用户链路上必须可信的中间节点，降低对通信链路的安全性要求，从而构建下一代基于非可信节点的量子网络，是目前急需解决的问题。测量设备无关量子密钥分发协议（MDI-QKD）通过设置一个非可信节点对编码量子态进行联合测量，可在两个用户间构建安全的通信链路，是构建百公里级城域量子网络的重要角色。然而联合测量不仅限定了参与用户的数量，还对信道环境的稳定

中国科大郭光灿院士团队在基于里德堡原子的无线传感上取得新进展。该团队史保森、丁冬生课题组实现了一种基于里德堡原子的微波频率梳谱仪，在宽带微波的探测领域具有应用前景，相关成果7月14日以“Rydberg microwave frequency comb spectrometer”为题发表在美国物理协会（APS）旗下的应用物理期刊Physical Review Applied上。微波测量在通信、导航、雷达、以及天文探测领域发挥重要作用。里德堡原子具有较大的电偶极矩，它可以对微弱的电场具有很强的响应，因此可以用里德堡原子作为微波传感器。近年来，该研究方向受到广泛关注，例如：美国陆军研究室David H. Meyer等人展示了一个基于热里德堡原子与平面微波波导耦合的原子射频接收器和频谱分析仪[Physical Review Applied 15, 014047 (2021)]。尽管里德堡原子传感研究取得了重要进展，但仍然存在一些亟待解决的问题，比如可实时接收信号的带宽（瞬时带宽）受限于原子系统到达稳态的弛豫时间，通常只有几MHz，严重影响了该体系的实用化进程。在本工作中，研究团队基

7月12日，英伟达发布了一个量子版本的统一计算平台QODA（Quantum Optimized Device Architecture，量子优化设备架构），用于加速人工智能、高性能计算、健康、金融和其他学科的量子研发的突破，使一个统一计算平台将量子计算（QPU，量子处理单元）与经典计算（CPU和GPU）结合在一起。QODA旨在通过创建相干的混合量子-经典编程模型，使量子计算更易于访问。QODA是一个开放、统一的环境，适用于当今一些功能最强大的计算机和量子处理器（QPU），将提高科学生产力，并实现更大规模的量子研究。英伟达表示，领先的量子组织已经在使用英伟达GPU和高度专业化的英伟达cuQuantum（英伟达的量子加速工具）来开发单个量子电路。有了QODA，开发者可以在GPU加速的超级计算机上构建用英伟达cuQuantum模拟的完整量子应用程序。7月12日举办的东京Q2B会议上，英伟达宣布QODA与量子硬件供应商IQM Quantum Computers、Pasqal、Quantinuum、Quantum Brilliance和Xanadu合作；软件供应商则有QC Ware和

中国科大郭光灿院士团队在非局域量子网络研究中取得重要进展，该团队李传锋、柳必恒研究组与奥地利Armin Tavakoli博士等人合作，使用超纠缠实现基于对称联合测量（symmetric joint measurements）的纠缠交换，并研究双局域贝尔不等式（Bilocal Bell inequality）和全量子网络非局域性（Full network nonlocality）。该成果7月13日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。贝尔非局域是量子力学和量子信息科学的重要基础。近十多年来，对非局部性的研究不再局限于两体问题，而是转向更复杂的结构。这类实验涉及多个独立的纠缠源，实验中将这些纠缠源进行多方分发和纠缠测量并最终形成非局域量子网络。由于量子网络所展示的非局域性突破了传统贝尔实验的框架，因此在物理理论和实验上都存在巨大的挑战。目前实验上连接独立纠缠源的纠缠测量主要是利用标准的贝尔态测量，对于更一般的纠缠测量及其所建立的非局域量子网络的性质研究还很缺乏。对称联合测量是一类重要的纠缠测量，与贝尔态测量有着本质的不同。它具有优雅而自然的对称性，可以作为一种量子信息资源进行利

中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、意大利特伦托大学的相关研究人员合作在超冷原子量子模拟研究中取得重要进展：他们使用超冷原子量子模拟器，对格点规范场理论中非平衡态过渡到平衡态的热化动力学进行了模拟，首次在实验上证实了规范对称性约束下量子多体热化导致的初态信息“丢失”，取得了利用量子模拟方法求解复杂物理问题的重要进展。北京时间07月15日，国际著名学术期刊《科学》杂志发表了该研究成果。规范场理论是现代物理学的基础，如描述基本粒子相互作用的量子电动力学、标准模型等都是满足特定群对称性的规范场理论。随着半个多世纪的发展，它在粒子物理学、宇宙学以及凝聚态物理学等领域获得了广泛应用。由于其求解复杂度高，规范场理论体系中仍然有很多开放问题。其中，规范场理论描述的物理系统是否可以从远离平衡态经过演化达到热平衡就是一个备受关注并极具挑战的问题。这一问题的解决，有助于人们理解高能物理中重核碰撞的问题，也将为现代宇宙学中大爆炸早期物质的形成提供物理解释。但是，使用经典计算机求解复杂的规范场理论是一个公认的难题，量子模拟器为解决这一问题提供了新的路径。近年来，

加拿大西蒙菲莎大学Stephanie Simmons等人将可单独寻址的“T 中心”（硅中单自旋缺陷）产生的光子-自旋量子比特集成到硅光子结构中，并用光学手段表征了它们与自旋相关的通信波段光学跃迁。这些结果为构建硅集成的通信波段量子信息网络提供了直接的机会。相关研究成果于7月13日发表在《自然》杂志上。现代量子科学的一个成就是分离、操控和利用单个量子粒子，例如单电荷、单光子和单自旋。包括纠缠的产生、长距离隐形传态、无漏洞的贝尔不等式检验和基于量子中继的量子通信等科学突破，其核心都是“光子-物质比特”纠缠。具有自旋和自旋相关光学跃迁的固态色心是一类重要物理体系。这种自旋可以通过光子进行远程纠缠，形成量子计算和通信网络。为此，全球量子互联网将需要大规模制造长寿命、通信波段的光子-物质比特接口。硅是商业规模固态量子技术的理想载体。它已经是全球集成光子学和微电子行业的先进平台，也是有记录的最长寿命自旋量子比特的载体。在硅中确定合适的可单独处理的光子-自旋接口可以避免在一个全新的、更具挑战性的材料平台上重复开发集成光子学。但在硅中进行可单独寻址的单自旋光学检测仍然很难实现。最近，T色心被认

7月6日，波士顿咨询公司（BCG）发布一份新报告指出，量子计算在未来15-30年内可在全球范围内创造高达8500亿美元的价值，但欧洲有可能落后于美国和中国。根据BCG的报告，美国显然是量子竞赛的领跑者，但欧盟、中国和英国仍有机会发挥领导作用。波士顿咨询公司董事总经理兼高级合伙人François Candelon表示，2025年至2035年将是量子技术从研发走向应用的十年。这十年对政府来说绝对至关重要，依赖传统加密的国防、公用事业和银行系统存在潜在风险，中美科技影响欧洲的技术主权问题以及疫情影响下的产业供应链在这一时期将非常重要；同时，这十年将有一波量子技术初创公司涌入市场。与美国相比，欧洲的私人投资格局在涉及初创企业和成熟公司时都比较弱。如果欧洲政府想要避免依赖美国和中国的量子技术创新，必须即刻出击。BCG指出，法国和荷兰试图建立自身的量子网络，但可能没有足够的力量来建立一个真正的量子网络。法国的计划非常注重对技术的投资，而德国的计划则更注重实际用例，但两国并没有将这些结合在一起。针对欧洲国家之间协调有限的问题，BCG建议：1.欧盟需努力协调国家倡议和整个地区的量子技术