研究进展

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

9月23日，QuiX Quantum宣布与德国航空航天中心（DLR）签订价值1400万欧元的通用量子计算机合同，为DLR创建光量子计算机原型。光量子计算机是DLR量子计算倡议的一部分，德国计划在未来四年内建造基于不同架构的量子计算机原型，包括超导、中性原子等。德国联邦经济事务和气候行动部（BMWi）为DLR提供相关资源，以支持开发、建设量子计算机和软件。根据合同计划，QuiX Quantum将提供基于光子学的8和64比特的量子计算机，将其处理器的现有技术与信号源、检测器和前馈相整合，创建一个模块化的光量子计算机。建设将分两个阶段进行，第一阶段开发8个量子比特，将在三年后达到；第二阶段将在项目总工期四年后，至少达到64个光子量子比特，可能扩展到拥有超过100个量子比特的系统。QuiX Quantum是一家位于荷兰的光量子技术初创公司，由光子学行业创业者Hans van den Vlekkert博士、量子光子学专家Jelmer Renema博士和特温特大学教授团队于2019年1月创立。公司开发了一个非通用的量子计算机——目前正在运行的玻色采样器。其核心是QuiX Quantum光子处理器，

当地时间9月22日，2023年科学突破奖（Breakthrough Prize）获奖名单在美国旧金山公布。科学突破奖包括基础物理学、生命科学、数学三个领域，分别授予5个研究项目的11位科学家，以表彰他们在各自领域所做出的“改变游戏规则式”的重要贡献。其中基础物理学突破奖授予量子信息领域的四位先驱：查尔斯·H.本内特（Charles H. Bennett）、吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard）、戴维·多伊奇（David Deutsch）和彼得·肖尔（Peter Shor）。按照科学突破奖官方网站的介绍，Charles H. Bennett和Gilles Brassard设计了第一个有实用价值的量子密钥分发协议——BB84协议，开创了量子密码学。他们还与合作者一起发现了量子隐形传态，表明尽管纠缠本身没有通信能力，但它是一种有用的量子资源，从而开启了量子信息处理的新科学。David Deutsch首次提出量子图灵机的架构和可以证明量子加速的算法，奠定了量子计算的基础。Peter Shor发明了首个有现实应用前景的大数分解算法，并提出量子纠错编码。这些想法不仅为今天快速发展的量子

9月21日，德国图林根州科学部宣布提供1100万欧元资金，用于在德国联邦州图林根州开发量子通信网络基础设施，包括耶拿和爱尔福特之间基于光纤的测试路线。弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所的合作伙伴现已在75公里路线上首次成功交换量子密钥，在为期十天的测试中，发送了超过300000个量子密钥。9月22日，在欧洲航天局（ESA）和欧盟委员会的支持下，由卢森堡卫星公司SES将与欧洲合作伙伴一起共同设计、开发、发射和运营EAGLE-1卫星的端到端系统，包括建设欧洲首个主权端到端天基QKD系统，开发和运营专用的低地球轨道（LEO）卫星，并在卢森堡建立一个最先进的QKD运营中心。EAGLE-1卫星将于2024年发射，届时将完成欧盟委员会支持的三年在轨任务，为实现超安全数据传输的欧盟星座铺平道路。资料来源：https://www.iof.fraunhofer.de/en/pressrelease/2022/quantum-keys-exchange-successful.htmlhttps://www.ses.com/press-release/ses-esa-and-european-commiss

9月21日，丹麦制药巨头诺和诺德公司宣布，由诺和诺德基金会拨款2亿美元（15亿丹麦克朗），目标是建造第一台用于开发新药的量子计算机，该计算机还将提供有关气候变化和绿色转型的见解。诺和诺德基金会量子计算项目是诺和诺德基金会和哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所的合作项目，该项目包括一个由大学和企业组成的大型生态系统，参与者包括来自美国麻省理工学院、荷兰代尔夫特理工大学、丹麦技术大学、丹麦奥尔胡斯大学和加拿大多伦多大学的研究人员。该项目将持续12年，任务是为量子计算机开发和构建量子硬件和算法，以解决生命科学中的重要问题。在前七年，研究人员和工程师将开发量子计算机的材料和硬件。研究人员将建立合作开发三个最有前途的量子计算平台的能力，这将为确定哪个平台或其部分最适合进一步扩展奠定基础。之后五年，将与来自生命科学的研究人员合作，扩大选定平台的规模，解决当前计算机无法解决的生命科学中的相关问题。诺和诺德基金会表示，量子技术将是个性化医疗到来的关键，因为它可以分析巨大的基因组数据集，增加人类微生物群复杂相互作用的清晰度，或者加速药物发现和新药开发。他们的目标是，量子计算机成为设计新的可持续材料、提供新的节

9月19日，全球领先的商业银行摩根大通（JPMorgan Chase）宣布成为美国Q-NEXT量子研究中心的成员之一。Q-NEXT是美国能源部下属的五个国家量子信息科学研究中心之一，由阿贡国家实验室领导。随着摩根大通的加入，Q-NEXT现在包括27个机构合作伙伴：14家公司、10所大学和3个美国能源部国家实验室。摩根大通将与Q-NEXT合作，推动量子技术在基础算法中的应用，特别是为未来的影响和应用构建特定于金融用例的算法。摩根大通公司是一家总部位于纽约市的美国跨国商业银行和金融服务控股公司。为推进量子计算在银行业的应用，摩根大通还建立了由工程师Marco Pistoia博士负责的量子工程团队。自2017年开始，摩根大通一直研究量子计算在期权定价中的潜在用途，且非常热衷于开发用于人工智能、优化和密码学的量子算法。2022年，摩根大通、东芝和美国电信系统供应商Ciena合作展示了一个城域量子密钥分发网络的完全可行性，Marco Pistoia博士表示：“这项工作正处于一个重要的时刻，我们将继续为实用量子计算机的推出做好准备，这将在可预见的未来改变区块链和加密货币等技术的安全格局。”参考资料

9月19日，美国公司Zyvex实验室宣布世界上最高分辨率的光刻系统——ZyvexLitho1TM。该工具采用量子技术，实现了0.768纳米的原子级精密图案和亚纳米级分辨率。ZyvexLitho1TM是基于Zyvex实验室自2007年以来一直在改进的扫描隧穿显微镜（STM）仪器，是一个完整的扫描隧穿光刻系统，具有任何其他商业扫描隧穿光刻系统不具备的功能：能够实现无失真成像、自适应电流反馈回路、自动晶格对准、数字矢量光刻、自动化脚本和内置计量。完整的ZyvexLitho1TM系统还包括一个为制造量子器件而配置的ScientaOmicron超高真空STM（扫描隧穿显微镜）。STM光刻技术的发明者、2014年费曼奖得主、伊利诺伊大学教授Joe Lyding表示：“到目前为止，Zyvex实验室的技术是最先进的，也是这种原子级精确光刻技术的唯一商业化实现。”Zyvex 实验室是美国一家致力于生产原子级精密制造工具的纳米技术公司。ZyvexLitho1TM是在DARPA（国防高级研究计划局）、陆军研究办公室、能源部先进制造办公室和德克萨斯大学达拉斯分校的Reza Moheimani教授的支持下完成的

9月16日，美国国家科学基金会（NSF）明确了NSF对量子信息科学与工程的长期支持以及对跨机构合作的承诺。NSF将扩展量子信息科学和工程能力项目，ExpandQISE是一项新计划，通过为QISE相关研究提供支持和资源来提高量子信息科学与工程能力，包括支持量子基础知识、计量和控制、协同设计和系统、教育和人才发展方面的工作。NSF在2022年ExpandQISE奖项中投资了2100余万美元。2022年ExpandQISE获资助者将参与涵盖广泛学科的研究，包括物理学、计算机科学、材料研究、工程和化学。Track 1奖项授予与具有丰富经验的外部合作伙伴进行研究的个人，获奖者将在三年时间内获得80万美元资助；Track 2奖项是激励最多五人的团队与具有深厚量子信息科学与工程研究经验的外部研究进行合作，获奖者将在未来五年的时间获得高达500万美元的资助。资料来源：https://beta.nsf.gov/news/nsf-announces-increased-support-capacity-building-quantum-information-science-and-engineering

9月初，世界经济论坛发布报告State of Quantum Computing:Building a Quantum Economy（量子计算现状：构建量子经济）。报告对量子计算现状进行了全面评述，包括技术、应用、新兴产业的状态以及量子生态系统的关键组成部分，旨在为全球企业高管和政策制定者提供可靠信息，以支持基于事实的决策，避免过度炒作或低估潜在影响。报告主要观点如下：1.量子技术正在迅速发展成熟，越来越多的政府和企业发起战略举措，在多个大洲的总投资超过355亿美元。如今，该技术仍处于研发阶段，难以预测准确的大规模应用时间范围，导致市场上存在各种观点和赌注。2.量子计算有望在三个特定的研究和工业领域发挥最佳作用，并带来重大的经济、环境和社会机遇：（1）材料科学与生物学中的分子模拟与发现；（2）复杂系统中的优化和风险管理；（3）对人工智能、安全和区块链等现有技术领域的双向影响。3.目前各国正在追求不同的量子计算硬件平台，并处于不同的发展阶段和技术成果。然而，当今不完美的量子计算机适合运行不需要精确答案的应用程序子集，而看到趋势或可能的方向更为重要。4.当前的量子计算成就和未来发展依赖于

9月15日，法国中性原子量子计算公司Pasqal宣布推出324个原子（量子比特）的量子处理器，这可能是目前量子比特规模最大的商业量子处理器。Pasqal与巴黎光学研究所合作完成的这项研究成果论文《大型光镊阵列中性原子装载的原位均衡》在《物理评论A》上发表，并得到了科学验证。Pasqal正在用大型2D和3D阵列中的中性原子构建量子处理器，处于新兴量子产业的最前沿。Pasqal首席执行官Georges-Olivier Reymond表示：“Pasqal的量子处理器基于在里德堡原子状态下相互作用的中性原子阵列，这种方法与IBM、谷歌等现有公司所追求的方法不同，它为扩展到数千个高保真量子比特和在各种实际应用中实现量子优势提供了最快的途径。”参考资料：https://pasqal.io/2022/09/14/pasqal-unveils-a-new-quantum-processor-architecture-with-a-record-324-atoms/https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.106.022611