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荷兰研究委员会为量子材料研究提供2150万欧元资金
作为万有引力计划的一部分,荷兰研究委员会(NWO)已向荷兰的七个学术团体提供了总计1.427亿欧元的资助,这笔资金使他们能够进行十年的顶级大学研究和多学科合作。“量子时代材料(Qumat)”是其中一个资助项目。5月5日,Qumat将获得2150万欧元用于开发具有稳定相干量子态的原型材料。这些将使经典计算变得更强大,同时更节能。此外,在负担得起的条件下保持一致的稳健量子态将允许升级强大的量子计算。该团体由乌特勒支大学牵头,还包括代尔夫特理工大学、埃因霍温理工大学、格罗宁根大学、奈梅亨大学和特文特大学。https://bits-chips.nl/artikel/nwo-grants-for-research-on-brain-interfaces-and-quantum-materials/
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多机构发布量子计算和量子测量市场预测
1. PS Intelligence发布量子计算市场研究报告5月4日,PS Intelligence发布量子计算市场研究报告《global market for quantum computing is witnessing robust growth rate》。报告指出,政府和私营公司对量子科技发展的投资不断增加,将推动量子计算市场在2020-2030年以33.1%的复合年增长率增长。2019年市场规模为8960万美元,预计到2030年将达到18.668亿美元。量子计算市场处于初级阶段,参与者之间为将量子计算系统商业化而展开激烈竞争。量子计算市场的行业细分为银行、金融服务和保险(BFSI)、医疗保健、信息(IT)和电信、制造、航空航天和国防、能源和公用事业等。其中,BFSI类别在2019年占据了最大的市场份额。PS Market Research是一家全球市场研究和咨询公司,成立于2014年印度德里,围绕全球新兴行业的市场信息需求、市场情报,提供联合和定制的市场研究报告和咨询服务。https://www.einnews.com/pr_news/571173338/glo
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拜登签署两项总统政令加快推动量子信息科学研究
5月4日,美国总统乔·拜登签署了两项“总统政令”,《关于加强国家量子计划咨询委员会的行政命令》、《关于促进美国在量子计算方面的领导地位同时减少对脆弱的密码系统的风险的国家安全备忘录》,旨在加快美国量子信息科学(QIS)发展,表明了拜登政府对这项关键的新兴技术的重视和承诺。拜登签署的第一项是《关于加强国家量子计划咨询委员会的行政命令》,根据2018年通过的国家量子倡议(NQI)法案,将成立“国家量子计划咨询委员会”——即联邦政府在量子信息科技方面的独立专家咨询机构。该委员会成员由来自业界、学界和政府的多达26名量子专家组成,直接置于白宫的领导之下,由总统直接任命。拜登还签署了《关于促进美国在量子计算方面的领导地位同时减少对脆弱的密码系统的风险的国家安全备忘录》。研究表明,当量子计算机达到一定规模和复杂程度时,将有能力破解目前保障互联网数字通信的大部分密码学。为了应对这一风险,美国国家标准与技术研究院(NIST)将发布新的后量子密码标准,以防止这些未来的攻击。同时必须从现在开始更新IT基础设施,以防止未来的这种量子计算威胁。这两项指令是在全球担忧和不确定的时刻发布的:乌克兰
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中国科大实现光子偏振态的可集成固态量子存储
中国科大郭光灿院士团队在固态量子存储领域取得重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组基于自主加工的激光直写波导,实现了光子偏振态的可集成固态量子存储,存储保真度高达99.4±0.6%,该工作显著推进了可集成量子存储器在量子网络中的应用。相关成果近日发表在国际知名学术期刊《Science Bulletin》和《Physical Review Letters》上。光子的偏振态具有操作精度高和抗干扰能力强的特点,在量子信息任务中具有广泛的应用。实现偏振态的可集成量子存储是构建大尺度可集成量子网络的基本需求。稀土掺杂晶体作为一种性能优异的固态量子存储介质,能够结合多种微纳工艺制备出可集成的量子存储器。然而,已有的可集成固态量子存储器均无法实现偏振态的量子存储,这是由于稀土掺杂晶体的光吸收一般是依赖于偏振态的,并且其微纳波导结构也不支持任意偏振态的传输。Eu3+:YSO(掺铕硅酸钇晶体)是实现可移动量子优盘的重要候选材料,李传锋、周宗权研究组基于该材料已实现长达1小时的相干光存储[Nature Communications 12, 2381 (2021)]。在近期工作中研究组注意到掺铕硅
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哈佛大学等合作观察到优化问题中的量子加速
哈佛大学和QuEra Computing、麻省理工学院、因斯布鲁克大学及其他机构的科学家合作,展示了中性原子量子处理器在解决实际应用问题方面的突破性应用。他们在哈佛的289 个量子比特的里德堡(Rydberg)原子阵列上,以模拟模式运行,展示了“最大独立集”问题的量子加速,其有效电路深度高达32。中性原子量子处理器此前已经被提出,并已有效地编码一些复杂的组合优化问题。而在这个工作中,作者不仅首次在此类量子处理器上部署实现了高效量子优化,还展示了前所未有的量子硬件能力。相关研究成果于5月5日发表在《科学》杂志上。组合优化在科学技术的许多领域都是普遍存在的。许多这样的问题已经被证明是计算困难的,并且构成了理解现代计算机科学中复杂类的基础。20多年来,人们一直在使用各种量子算法,从理论上探索如何使用量子机器来加速解决此类问题。通常,相关成本函数以量子哈密顿量编码,并且通过绝热演化或变分方法,通过闭合优化循环从通用初始态开始寻找其低能态。此类算法的计算性能已在具有浅量子电路的小型量子系统或缺乏多体相干特性的系统中进行了理论和实验研究。然而,这些研究对算法在涉及大尺寸系统和高电路深度时的
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“墨子号”实验实现相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输
近日,中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星在远距离的量子态传输方面取得重要实验进展。该实验首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。相关研究成果于4月26日在线发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上[Physical Review Letters 128, 170501 (2022)]。远距离量子态传输(Quantum state transfer, QST)通常可以利用量子隐形传态来实现,是构建量子通信网络的重要实现途径之一,也是实现多种量子信息处理任务的必要元素。通过远距离量子纠缠分发的辅助,量子态可通过测量然后再重构的方式完成远距离的传输,传输距离在理论上可以是无穷远。但在实现中,量子纠缠分发的距离和品质会受到信道损耗、消相干等因素的影响,如何不断突破传输距离的限制,一直是该领域的重要研究目标之一。利用星载纠缠源向遥远的两地先进行纠缠分发,再进行量子态的制备与重构,是实现远距离量子态传输的最可能路径之一。然而,由于大气湍流的影响,光子在大气信道中传
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中国科大成功融合远距离量子密钥分发和光纤振动传感
近日,中国科学技术大学潘建伟、张强等与济南量子技术研究院王向斌、刘洋等合作,实现了一套融合量子密钥分发和光纤振动传感的实验系统,在完成光纤双场量子密钥分发(TF-QKD)的同时,实现了658公里远距离光纤传感,定位精度达到1公里,大幅突破了传统光纤振动传感技术距离难以超过100公里的限制。相关研究成果以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,并被美国物理学会(APS)下属网站“Physics”报道。光纤振动传感以光纤作为传感器进行振动感知,通过利用单根光纤同时实现振动监测和信号传输,由于具有灵敏度高、响应快、结构简单、分布均匀等优点,在结构健康监测、油气管道泄漏监测、周界防护和地震监测等工程领域具有广泛的应用前景,因此引起了人们的广泛关注和研究。当前,光纤振动传感多使用分布式声波传感技术,其传感距离被限制在100公里以内,面临的一个重要技术挑战是如何克服距离限制,实现远距离的光纤振动传感。量子密钥分发(QKD)则基于量子力学基本原理,结合“一次一密”的加密方式,可以实现无条件安全的保密通信。因为其重要的现实意义,QKD一
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中国科大实现硅基量子芯片中自旋轨道耦合强度的高效调控
中国科大郭光灿院士团队在硅基半导体量子芯片研究中取得重要进展。该团队郭国平教授、李海欧教授等人与中科院物理所张建军研究员、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,在硅基锗空穴量子点中实现了自旋轨道耦合强度的高效调控,为该体系实现自旋轨道开关以及提升自旋量子比特的品质提供了重要的指导意义。研究成果以“Gate-Tunable Spin-Orbit Coupling in a Germanium Hole Double Quantum Dot”为题,于4月27日在线发表在国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。硅基自旋量子比特因为其较长的量子退相干时间以及高操控保真度而受到广泛关注,是未来实现量子计算机的有力竞争者。除此之外它与现代半导体工艺相兼容的特点使其大规模扩展成为可能。高操控保真度要求比特在拥有较长的量子退相干时间的同时具备足够快的操控速率。传统的比特操控方式——电子自旋共振由于受到加热效应的限制,其翻转速率较慢。当体系中存在较强的自旋轨道耦合时,理论和实验研究都表明可以利用电偶极自旋共振实现自旋比特的翻转,其翻转速率
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英国、德国电信公司推进量子通信应用
2022年4月26日,英国电信、东芝和咨询公司安永宣布,2021年10月由英国电信和东芝宣联合建设的商用量子安全城域试验网络正式启动,自4月初开始运行,并将运行长达三年的初始期。除此之外,英国电信集团预计其在量子通信方面的投资将在18个月内获得回报收入。英国电信表示,量子密钥分发是一项重要技术,在使用量子计算保护网络和数据免受新出现的网络攻击威胁方面发挥着重要作用。未来这一网络的客户可能包括英国政府和银行,并代表了建立量子安全通信国家网络的重要一步,这将刺激英国量子就绪经济的增长,是实现英国政府成为量子型经济体战略的关键一步。4月26日,德国著名光通信公司ADVA宣布,德国北部最大的电网运营商之一Schleswig-Holstein Netz已经成功完成了使用ADVA FSP 3000平台与ConnectGuard™第一层加密技术的量子安全数据传输的现场试验。这是德国第一次使用完整的商业解决方案,用基于量子密钥分发(QKD)的密钥交换对跨越架空光缆的数据进行加密。此次的概念验证(PoC)也是欧盟OPENQKD项目(目标是实现一个泛欧QKD网络,解决基于光纤和卫星通信基础设施的应
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发现单向超导体
人们一直在寻找与半导体二极管相似的超导约瑟夫森二极管,理论家们为此提出了多种实现途径。近日,荷兰代尔夫特理工大学副教授Mazhar Ali 的研究小组取得了突破,利用二维量子材料构建超导约瑟夫森结,在没有磁场的情况下,观察到在正向电流下发生超导,同时在负向电流下具有电阻,证实了超导二极管效应。这一成果于4月27日发表在《自然》杂志上。1911年,荷兰物理学家Kamerlingh Onnes发现了超导现象,一直以来,科学家们对超导的本质感到困惑。在正常的电流传导中,电子作为单独的粒子运动。而在超导体中,电子成对的移动,且不会损失电能。在超导体中,电流不受任何电阻的通过导线,意味着控制这种电流很困难,而控制电子单向运行是现代电子设备所需的基本特性(例如二极管)。由于内部存在电偶极子,经典半导体中的导电可以是单向的。以PN结为例,将两个不同掺杂工艺的半导体拼接到一起(P型半导体含有较高浓度的“空穴”,带正电;N型半导体含电子浓度较高,带负电),二者的交界面称为PN结,会产生一个内置的电势差,使得电子在其中运动时产生单向性。而在没有磁场的情况下,超导体与金属的导电性更类似,没有内置电势