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由佐治亚理工学院(GTRI) 领导的一个研究团队最近获得美国国防部高级研究计划局（DARPA）一个920 万美元项目第二阶段的资助。该项目旨在构建一种混合计算系统，将结合经典计算与量子计算的优势，以解决一些困难的优化问题。在接下来的两年里，该团队计划使用数百个由束缚离子制成的量子比特构建量子计算系统以应对这些优化问题挑战。该团队还包括来自佐治亚理工学院工业与系统工程学院、美国国家标准与技术研究院(NIST) 和橡树岭国家实验室的研究人员，他们已经使用10 量子比特离子链展示了该系统的一些要素。这项研究得到了美国国防部高级研究计划局（DARPA）的支持，作为其“使用含噪声中等规模量子器件解决优化”（Optimization with Noisy Intermediate-Scale Quantum Devices , ONISQ）项目的一部分。具体来说，GTRI领导的团队将使用量子近似优化算法（Quantum Approximate Optimization Algorithm, QAOA）解决一个称为Max-Cut的难题及其相关的优化问题（当一个图一分为二时，如何最大化切割

美国加利福尼亚大学（尔湾）（University of California, Irvine）的Wilson Ho教授研究组利用基于飞秒太赫兹（THz）泵浦-探测的扫描隧道显微镜（STM）技术，在原子级空间分辨与飞秒级时间分辨尺度上实现了氢分子（H2）量子相干性的精确测量。这一相干性的测量来源于H2在氮化铜（Cu2N）岛上不同吸附位点所构成的双能级系统，及其相干叠加态在THz电场作用下的高灵敏响应。相关研究成果于4月21日发表在《科学》杂志上。量子传感和量子计算已显示出优于经典过程的优势。与量子计算追求长退相干时间的不同，量子传感更追求量子系统对外部环境的高灵敏度。目前，金刚石氮空位(NV色心)、俘获离子和单电子晶体管已被用作量子传感器。但是在这些体系中，由于传感器的大尺寸或实验技术的局限性，难以实现原子尺度的空间分辨率。针对量子传感器在高空间与时间分辨尺度的精确测量，Wilson Ho教授研究组通过把THz脉冲耦合到STM针尖与衬底之间的纳腔，研究Cu2N岛上单个H2分子在双能级系统（TLS）之间的相干叠加。通过进行太赫兹整流光谱（TRS）和太赫兹泵浦探针测量，他们证明了

哈佛大学和威斯康星大学麦迪逊分校的两个研究团队分别展示了如何在中性原子体系构建多量子比特量子电路，这是在中性原子体系上实现实用、可扩展量子计算机的关键一步。两篇论文于4月20日发表在《自然》杂志上。中性原子平台以冷原子为基础，冷原子通过使用激光创建的单个陷阱保持在一个阵列中。这些原子可以被聚焦的激光束（光镊）操纵，从而将它们重新排列成所需的几何形状。原子之间的间距通常为微米，因此包含数百个原子的阵列宽度可能小于50微米，可以产生的陷阱数量仅受可用激光功率的限制。研究人员通常使用原子的高激发态（里德堡态）来执行逻辑门操作。当一个原子处于里德堡态时，它的一个电子被激发到一个高能级，并且在物理上远离带正电的原子核。这种分离产生了一个大的偶极矩，就像一个小的条形磁铁，它的作用是使两个里德堡原子相互作用非常强烈，这意味着可以快速执行门操作。然而，里德堡态的寿命非常短，通常为数百微秒，这使得以前的实验中相干时间仅限于几微秒。通过使用里德堡态作为在低能态之间创建纠缠的管道，两个小组都能够构建基于激光的门，可以执行快速门操作并实现较长的相干时间。特别是，哈佛大学的研究团队使用了核磁共振研究中开

中国科大郭光灿院士团队在基于人工合成维度的量子模拟方面取得重要实验进展。该团队李传锋、许金时、韩永建等人将携带不同轨道角动量的光子（又称为涡旋光子）束缚在简并光学谐振腔内，通过引入光子的自旋轨道耦合人工合成了一维的拓扑晶格，为拓扑量子模拟开创了一种新的方法。研究成果于4月19日发表在国际知名学术期刊《自然·通讯》上。维度是决定宇宙中物质特性的一个重要物理量。然而在科学研究中，由于三维物理世界的限制，我们往往难以研究三维以上的物理系统的性质及演化特性。针对这一难题，研究人员提出可以通过人工合成维度的方式来解决。例如，在一个三维系统中引入两个人工合成维度，就可以在该系统上研究五维的物理性质。实验装置与理论模型示意图：a. 简并光学谐振腔 b. 人工合成光子轨道角动量晶格涡旋光子携带的轨道角动量数目原理上可以无限，是构建人工合成维度的理想载体。中科院量子信息重点实验室的周正威教授研究组早在2015年就首次理论提出基于人工合成光子轨道角动量维度实现量子模拟的方案。李传锋、许金时等人在这一方向上进行了长期的实验探索，先后搭建了基于平面镜、球面镜和椭球面镜的简并光学腔[Opt. Let

4月13日，美国和瑞典签署了《量子信息科学技术（QIST）合作联合声明》。联合声明将使两国能够利用各自在QIST中的优势，建立全球市场和供应链、创建相互尊重和包容的科学研究社区，并培养未来一代的技能和潜在人才。瑞典在2018年成立了一个耗资10亿瑞典克朗（1.05亿美元）的研究中心——瓦伦堡量子技术中心（WACQT），横跨多所大学，如今已经在量子计算、仿真、通信和传感领域实现创造了尖端专业知识。至此，美国已与英国、澳大利亚、芬兰、瑞典签署了关于量子信息科技合作的联合声明。https://www.state.gov/joint-statement-of-the-united-states-of-america-and-sweden-on-cooperation-in-quantum-information-science-and-technology/

2022年4月12日，量子加密技术公司Arqit宣布其已被英国国防部选中加入多域集成系统（MDIS）项目——该项目正在整合世界各地的军事数据系统和其他远程系统。Arqit表示，英国国防部对创建或采用一套用于接口、数据传输和数据管理的通用标准或架构有一个不断发展的要求，这些标准和架构既可用于遗留系统的升级，也可用于未来的采购，以实现系统的快速和简单的互操作。这将涉及多域集成系统，可能包括自主和集群技术。Arqit正是专注于数据管理和融合、通信承载、网络架构和服务领域的专业公司。Arqit创始人董事长兼首席执行官David Williams补充说：“互操作性对我们来说是一个显着的优势，对于任何MDI（在美国称为JADC2）支持未来联合行动的计划的成功至关重要。军事数据系统需要在全球范围内跨多个域实现自动化、互连和互操作，需要前所未有的规模和连接性的机器对机器以及人对人以及人对机器的界面，并且需要一个现代的安全架构来匹配。”https://arqit.uk/news/press-releases/https://arqit-res.cloudinary.com/image/upl

日本计划在2023年3月底，将其第一台国产量子计算机投入使用，并在2030年前让1000万人使用该技术，该目标已被纳入新的《国家量子技术战略草案》。战略草案显示，日本政府认为私营部门广泛采用该技术是跟上激烈的全球技术主导地位竞争的关键，量子计算机的处理信息的能力超过了超级计算机，被用于各种应用，诸如如药物开发、新材料、人工智能和下一代通信，将成为未来跨境霸权竞争的核心。日本希望在提高经济安全的同时，增强其在国际舞台上的竞争优势。日本政府将该战略草案定位为“新资本主义”的标志性增长战略的支柱，将于4月在“综合创新战略推进委员会会议”上最终确定。为了探索工业应用，政府将增加两个新的研究地点，总数达到10个。新添加的力资源开发中心将设在日本东北大学，以培训人员并支持研究和开发；另一个位于冲绳科技大学研究生院（OIST），将作为全球科学家推进联合研究的一个中心。同时，国立工业科学技术研究所（AIST）和国家量子科学技术研究所（QST）开设支援基地。为促进企业的广泛使用，培训精通使用量子计算的工人，该战略草案设想通过一个国有基金支持量子技术初创企业。但政府主导的努力有其局限性，为了促

2022年4月15日，华盛顿特区.C -国会女议员Elise Stefanik宣布提供2500万美元，用于扩大罗马空军研究实验室的研究，以制造和测试光子量子计算技术。“我很自豪能够提供2500万美元来支持纽约州北部的量子计算工作，”Stefanik说。“在我的倡导下，这些纳税人的钱将返回纽约州北部，以支持罗马空军研究实验室的光子量子计算研究。量子计算对21世纪的经济和国家安全至关重要，而纽约州北部正在引领我们国家在这一领域努力的中心。在国会任职期间，我不知疲倦地工作，为罗马的空军研究实验室带来了数千万美元，以确保纽约州北部的新兴技术环境得到充足的资金和支持。我期待着继续这项重要工作，并在未来几年为这些努力提供额外资金。”Stefanik致函支持将这笔资金纳入最终的国防拨款法案，该法案已在2022财年的支出计划中得到保障。在国会任职期间，Stefanik通过《国防授权法》和年度拨款为罗马实验室获得了数千万美元的资金。https://stefanik.house.gov/2022/4/stefanik-delivers-25-million-to-develop-the-nex

中国科大郭光灿院士团队在多频率微波传感上取得新进展。该团队史保森、丁冬生课题组利用人工智能的方法实现了基于里德堡原子多频率微波的精密探测，相关成果4月14日以“Deep learning enhanced Rydberg multifrequency microwave recognition”为题发表在国际知名学术期刊《Nature communications》上。近日国务院发布的《计量发展规划（2021-2035年）》提出在2035年建成以量子计量为核心，科技水平一流、符合时代发展需求和国际化发展潮流的国家现代化先进测量体系。由于里德堡原子具有较大的电偶极矩，可以对微弱的电场产生很强的响应，因此作为一个非常有前景的微波测量体系备受人们的青睐，取得了飞速发展。尽管如此，基于里德堡原子的微波测量领域还存在很多科学问题亟待解决，其中多频率微波接收就是其中一项难题：这是因为多频率微波在原子中会引起复杂的干涉模式，严重干扰了信号接收与识别。近年来，史保森、丁冬生领导的科研团队利用里德堡原子体系，聚焦量子模拟和量子精密测量科学研究，已取得了重要进展。在本工作中，团队基于室温铷原子

英国格拉斯大学和赫瑞-瓦特大学组成的一个物理团队提出了一种全场、无扫描的量子成像技术，并演示了利用平均每帧7个光子对的光子通量重建具有微米级深度特征的图像的能力。使用单光子雪崩二极管相机，研究人员测量了Hong–Ou–Mandel (HOM)干涉仪输出端的聚束和反聚束光子对分布，并将其结合起来，以提供样品的低噪声图像。这种方法证明了HOM显微镜作为一种工具在极低光子状态对透明样品进行无标记成像的可能性。相关研究成果于4月11日发表在《自然•光子学》上。Hong-Ou-Mandel (HOM) 效应于1987年被发现，并以三位发现者的名字命名。当单个光子进入分束器（半透半反镜）时，要么反射，要么透射，各自的相对概率由分束器的反射率决定。当两个光子从两个端口同时进入时，如果光子全同，它们总是从相同的输出端口离开分束器，这一过程称为“聚束”。如果它们变得更加可区分（例如，因为它们到达的时间不同或波长不同），它们各自进入不同探测器的概率就会增加。通过干涉仪信号可以准确测量路径长度和时序。该效应为线性光学量子计算中的逻辑门提供了一种潜在的物理机制。也可用于量子传感，通过在分束器的一个输出