光子盒研究院出品
01
This weeks headlines
繼續領(lǐng)跑！IBM推出433量子比特的Osprey芯片
2021年，IBM推出了首款擁有100多個(gè)量子比特的量子處理器Eagle。今天，該公司推出了Osprey芯片，它擁有超過(guò)Eagle約三倍的433個(gè)量子比特。IBM表示，在短短一年內將芯片上的量子比特數量增加三倍的進(jìn)展表明，公司有望在2023年交付世界上第一臺擁有超過(guò)1,000個(gè)量子比特的通用量子計算機Condor。
IBM開(kāi)發(fā)的量子計算機擁有的量子比特數隨著(zhù)時(shí)間的推移穩步增長(cháng)。2016年，該公司將第一臺量子計算機放在云上供公眾進(jìn)行實(shí)驗，當時(shí)還是一個(gè)只有5個(gè)量子比特的設備，每個(gè)超導電路冷卻到大約20毫開(kāi)爾文（-273.13攝氏度）的溫度。隨后IBM于2019年、2020年和2021年分別推出了27量子比特的Falcon、65量子比特的Hummingbird和127量子比特的Eagle。
IBM預計于2023年推出1,121量子比特的Condor處理器，該處理器有望成為世界上最大的通用量子處理器。本次新的Osprey芯片于11月9日在IBM的量子計算峰會(huì )上亮相，揭示了該公司為實(shí)現這一雄心勃勃的目標而采取的關(guān)鍵步驟。來(lái)自IBM的Oliver Dial說(shuō)：我們使用的每一項改進(jìn)都會(huì )帶來(lái)一點(diǎn)運算速度的提升，一旦我們消除了所有這些瓶頸，我們就會(huì )看到運算速度有了很大的提升。
來(lái)源：
https://quantumchina.com/newsinfo/4611347.html?templateId=520429
英國科學(xué)家取得量子RAM新突破
隨機存取存儲器（RAM）是計算機的一個(gè)組成部分，充當可以快速調用信息的短期記憶庫。手機或計算機上的應用程序使用RAM，因此可以在眨眼之間切換任務(wù)。致力于構建量子計算機的研究人員希望，這樣的系統有朝一日可以使用類(lèi)似的量子RAM組件運行，這可以加速量子算法的執行或增加可存儲在量子處理器中的信息密度。倫敦納米技術(shù)中心的James OSullivan及其同事于近期朝著(zhù)實(shí)現量子RAM邁出了重要一步，展示了一種硬件高效的方法，該方法使用啁啾電磁脈沖和超導諧振器讀取和寫(xiě)入信息，使其硬件效率顯著(zhù)高于以前的設備。
OSullivan和他的同事為微波光子信息的存儲和檢索提供了一個(gè)優(yōu)雅的解決方案，該解決方案使用了高效硬件的方法。實(shí)驗設備由一個(gè)超導電路諧振器組成，該諧振器位于一個(gè)嵌入有鉍原子的硅芯片上。該團隊向諧振器發(fā)送了包含大約1000個(gè)光子的微弱微波激發(fā)，這些激發(fā)被鉍原子的自旋吸收。然后他們用電磁微波脈沖撞擊諧振器，該脈沖的頻率隨著(zhù)時(shí)間的推移而上升，這種效應被稱(chēng)為啁啾。
該實(shí)驗團隊表明，他們的存儲設備能夠以四個(gè)微弱的微波脈沖的形式同時(shí)存儲多條光子信息。重要的是，他們還證明了可以按任何順序讀回信息，從而使他們的設備成為真正的RAM。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602692.html?templateId=520429
Xanadu完成1億美元C輪融資，以加速容錯量子計算機的開(kāi)發(fā)
光量子計算領(lǐng)域的全球領(lǐng)導者Xanadu宣布已在C輪融資中籌集了1億美元。加拿大最大的成長(cháng)股權股市Georgian領(lǐng)投了這輪融資，保時(shí)捷汽車(chē)控股公司、Forward Ventures、Alumni Ventures、Pegasus Tech Ventures、硅谷銀行以及之前的投資者Bessemer Venture Partners、Capricorn、BDC Capital和Tim Draper參投。迄今為止，Xanadu已經(jīng)籌集了2.5億美元，使公司估值達到10億美元。
自2016年成立以來(lái)，Xanadu一直致力于打造對人們有用的量子計算機。Xanadu構建量子計算機的光子方法是獨特且有效的。使用光子學(xué)可以利用現代芯片制造設施、現有電信行業(yè)開(kāi)發(fā)的光學(xué)元件的應用以及使用光纖將光子芯片聯(lián)網(wǎng)在一起。這種網(wǎng)絡(luò )需要超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)量子比特，才能達到可以訪(fǎng)問(wèn)應用程序的規模。Xanadu的卓越成就包括通過(guò)Xanadu Cloud推出世界上第一臺云部署光量子計算機、構建廣泛使用的量子軟件框架PennyLane、與全球領(lǐng)先企業(yè)建立關(guān)鍵戰略合作伙伴關(guān)系，以及最近在其量子計算機Borealis上展示了量子計算優(yōu)勢。
Xanadu創(chuàng )始人兼首席執行官Christian Weedbrook說(shuō)：在這種不確定的經(jīng)濟環(huán)境中，頂級投資者的持續支持證明了對我們的卓越團隊、光子技術(shù)和執行能力的信任。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614140.html?templateId=520429
德國將創(chuàng )建其首個(gè)量子計算業(yè)務(wù)云
德國經(jīng)濟事務(wù)和氣候行動(dòng)部(BMWK)與斯圖加特大學(xué)和弗勞恩霍夫FOKUS研究所簽訂了軟件公司QMWare和云專(zhuān)家IONOS的合同，為德國工業(yè)構建量子計算應用平臺，其中的云平臺將是德國首創(chuàng )。
本次合作項目名為SeQenC，將運行三年，是該部門(mén)商業(yè)數字技術(shù)支持計劃的一部分。該部將投資數千萬(wàn)歐元，但沒(méi)有透露具體數字。在該項目的三年期間，將邀請來(lái)自行業(yè)和更廣泛經(jīng)濟體的選定合作伙伴公司測試在電信、物流、金融、汽車(chē)和能源等領(lǐng)域的應用。該項目是來(lái)自BMWK的一系列量子計算中的最新項目。9月下旬，該部宣布將投入1400萬(wàn)歐元用于基于光子系統開(kāi)發(fā)的量子處理器原型。BMWK已承諾在整個(gè)量子計算方面投資7.4億歐元。
德國政府的投資表明德國對量子計算的重視程度，德國政府機構貿易與投資署的計算行業(yè)專(zhuān)家Asha-Maria Sharma說(shuō)，這些舉措不僅為活躍在德國的企業(yè)創(chuàng )造了優(yōu)越的條件。還表明國際量子計算企業(yè)正在進(jìn)入歐洲最大的經(jīng)濟體并從這一激動(dòng)人心的轉型中獲利。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620524.html?templateId=520429
IBM將量子計算帶入法國金融業(yè)
法國第一家加入IBM量子網(wǎng)絡(luò )（Quantum Network）的企業(yè)法國國民互助信貸銀行通過(guò)其技術(shù)子公司Euro-Information與IBM合作培訓團隊并探索量子技術(shù)在金融服務(wù)的用例和概念驗證，同時(shí)計劃擴展法國的量子生態(tài)系統。這家銀行于11月8日宣布，他們已開(kāi)始進(jìn)入量子計算就緒發(fā)現階段，包括探索量子計算在銀行和保險用例中的適用性以及開(kāi)發(fā)概念驗證并開(kāi)始了勞動(dòng)力發(fā)展。
此次合作標志著(zhù)IBM Quantum Network在法國的首次企業(yè)合作，將通過(guò)開(kāi)源Qiskit軟件開(kāi)發(fā)套件中的量子計算專(zhuān)業(yè)知識提升國民互助信貸銀行員工的技能，并應用量子算法在其團隊中發(fā)展量子專(zhuān)業(yè)知識，為組織利用量子技術(shù)做好充分準備。國民互助信貸銀行的員工將通過(guò)IBM Quantum獎勵計劃獲得最好的IBM量子技術(shù)和Qiskit Runtime服務(wù)，以及IBM的量子和行業(yè)領(lǐng)域專(zhuān)業(yè)知識，借以幫助在金融服務(wù)領(lǐng)域推進(jìn)潛在的量子用例應用程序。
在接下來(lái)的幾個(gè)月里，國民互助信貸銀行將探索與金融服務(wù)相關(guān)領(lǐng)域的用例。該銀行還將尋感興趣的客戶(hù)合作，將法國的量子生態(tài)系統擴展到金融和保險行業(yè)，并加快量子應用程序的識別、開(kāi)發(fā)和采用。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614049.html?templateId=520429
02
戰略政策
Strategy & Policy
英國發(fā)布《量子技術(shù)愿景》報告
物理研究所（IOP）于11月10日發(fā)布了英國量子技術(shù)愿景報告，旨在為英國政府的量子戰略提供支持。該報告提出了英國量子領(lǐng)域的愿景，并提出了10條相應的建議以實(shí)現這一愿景，重點(diǎn)部分為：量子商品和服務(wù)商業(yè)化的路線(xiàn)圖；支持生態(tài)系統的發(fā)展和規?；芰?；建立強大的技能基礎以支持量子產(chǎn)業(yè)；以及更廣泛的推動(dòng)因素，包括伙伴關(guān)系和溝通。
這份報告提供了來(lái)自廣泛由成員主導的IOP參與計劃的證據，其中包括圓桌會(huì )議和研討會(huì )以及與商業(yè)、能源和工業(yè)戰略部(BEIS)進(jìn)行的練習，從而確定了IOP有可能支持英國量子戰略的關(guān)鍵領(lǐng)域。IOP認為，英國的量子戰略需要通過(guò)提供直接和間接支持、協(xié)調和規劃以及一致的政策，支持從基礎研究到市場(chǎng)的商業(yè)化量子產(chǎn)品和服務(wù)的每個(gè)階段解決方式和其他有利因素。
IOP科學(xué)、創(chuàng )新和技能總監Louis Barson表示：量子技術(shù)有可能改變人們的生活方式，并徹底改變計算、通信、國防、安全、醫療保健和制藥等多元化行業(yè)。這份報告表明，物理學(xué)界認為，政府應該以該行業(yè)的整體價(jià)值、企業(yè)和員工數量以及量子生態(tài)系統在多大程度上由高生產(chǎn)力公司驅動(dòng)的程度方面的顯著(zhù)增長(cháng)為目標。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620385.html?templateId=520429
英國推出量子商業(yè)創(chuàng )新獎
英國物理研究所(IOP)于11月10日宣布，通過(guò)與Quantum Exponential plc合作推出量子商業(yè)創(chuàng )新和增長(cháng)團隊(qBIG)獎，繼續推動(dòng)量子技術(shù)領(lǐng)域的增長(cháng)，成立英國首個(gè)專(zhuān)注于量子技術(shù)的企業(yè)風(fēng)險投資基金。這一享有盛譽(yù)的獎項專(zhuān)注于支持量子技術(shù)的創(chuàng )新和商業(yè)化。
qBIG獎的獲獎?wù)邔@得10,000英鎊的無(wú)限制現金獎勵，以及來(lái)自創(chuàng )新型Quantum Exponential投資團隊長(cháng)達十個(gè)月的指導。在訪(fǎng)問(wèn)Quantum Exponential廣泛的網(wǎng)絡(luò )的同時(shí)，這個(gè)機會(huì )將使獲勝者在其領(lǐng)域獲得未來(lái)成功的最佳機會(huì )。獲勝者將通過(guò)IOP的qBIG與不由工業(yè)量子物理學(xué)家、工程師、創(chuàng )新者和企業(yè)家組成的商業(yè)社區和公司建立聯(lián)系。他們將獲得六個(gè)月的免費使用物理研究所加速器工作空間的機會(huì )，并將在IOP的年度商業(yè)展示展覽中進(jìn)行介紹。獲獎?wù)邔⒂蒊OP的qBIG集團委員會(huì )選出，該委員會(huì )成員包括Aegiq、Airbus、AnchoredIn、BAE Systems、Coherent、ColdQuanta和Fraunhofer等。
Quantum Exponential首席投資官Stuart Nicol表示：Quantum Exponential非常自豪地宣布與IOP這樣享有盛譽(yù)的機構建立合作關(guān)系，使我們能夠持續關(guān)注英國量子的商業(yè)化，通過(guò)在財務(wù)上支持更廣泛的潛在投資組合以及通過(guò)指導等方式獲得更廣泛的支持。我們希望對IOP創(chuàng )新獎的贊助將有助于推動(dòng)整個(gè)行業(yè)增加支持，并有助于加快量子市場(chǎng)的就緒。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620512.html?templateId=520429
03
量子計算與模擬
Quantum computing & simulation
法國電力公司宣布使用光量子計算機模擬水電大壩結構
法國初創(chuàng )企業(yè)Quadela和法國領(lǐng)先的能源公司法國電力公司（EDF）簽署了一項合作協(xié)議，以研究光子的貢獻水電大壩變形數值模擬計算。該突破性技術(shù)可以提高模擬的準確性，加快計算和降低運算時(shí)的能耗。Quadela預計在未來(lái)可將仿真模型推廣到其他類(lèi)型的工業(yè)應用并將光子計算擴展到機器學(xué)習，特別是應用在消費預測中。
EDF是最早投資量子技術(shù)的法國工業(yè)企業(yè)之一，于2018年開(kāi)始以提高能源管理的計算性能為目的，支持法國和歐洲的研究團隊。正是在這種背景下，EDF和歐洲光量子計算的領(lǐng)導者Quandela開(kāi)始了合作，這一合作關(guān)系標志著(zhù)法國的量子計算進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
Quandela聯(lián)合創(chuàng )始人兼首席執行官Valérian Giesz說(shuō)：這種合作關(guān)系使我們能夠將工程師的知識應用于工業(yè)問(wèn)題。Quandela和EDF是完美的互補。我們將自己的專(zhuān)業(yè)知識用于微分方程求解和算法開(kāi)發(fā)以及我們第一臺全棧光量子計算機由法國電力集團使用。作為回報，我們將受益于EDF獲得的知識和專(zhuān)業(yè)技能數十年的研發(fā)團隊。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594428.html?templateId=520429
富士通推出用于解決量子化學(xué)問(wèn)題的量子/HPC混合計算技術(shù)
富士通于11月8日宣布開(kāi)發(fā)量子/HPC混合計算技術(shù)，以?xún)?yōu)化客戶(hù)的工作負載選擇。
新技術(shù)利用富士通世界一流的39量子比特量子模擬器和配備與超級計算機富岳相同的A64FX CPU的富士通超級計算機PRIMEHPC FX 700的強大功能結合運行，為客戶(hù)的量子化學(xué)選擇最佳計算方法。至關(guān)重要的是，該技術(shù)允許沒(méi)有專(zhuān)業(yè)知識的用戶(hù)使用量子模擬器和HPC技術(shù)為現實(shí)世界的問(wèn)題提供有效的解決方案。富士通為實(shí)現對計算工作負載代理的愿景，現已開(kāi)發(fā)出一種用于解決量子化學(xué)問(wèn)題的量子/HPC混合計算技術(shù)，從而能夠基于計算闡明藥物發(fā)現和新材料開(kāi)發(fā)中使用的材料的特性。作為計算工作負載代理的先驅?zhuān)@項新技術(shù)通過(guò)自動(dòng)優(yōu)化組合量子模擬器和HPC兩種類(lèi)型計算機，實(shí)現了高速高精度計算。新技術(shù)的特點(diǎn)如下：量子/HPC算法判別技術(shù)；計算時(shí)間估計技術(shù)；基于時(shí)間、成本和精度的最優(yōu)控制技術(shù)。
展望未來(lái)，富士通將驗證該技術(shù)的有效性并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，旨在2023年于量子化學(xué)計算領(lǐng)域建立新的計算工作負載代理技術(shù)。富士通將進(jìn)一步繼續開(kāi)發(fā)可使用的計算平臺，通過(guò)將服務(wù)添加到富士通計算服務(wù)中，無(wú)需專(zhuān)業(yè)知識的任何人都可以使用，富士通的服務(wù)組合通過(guò)公共云為客戶(hù)提供世界領(lǐng)先的計算技術(shù)。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614051.html?templateId=520429
應用量子計算設計散熱窗戶(hù)，減緩全球氣候變暖
空調造成約4%的溫室氣體排放，而隨著(zhù)世界變得越來(lái)越熱、人口增加和全球收入增加，使用中的空調裝置數量預計將從今天的不到20億臺到2050年飆升至56億臺到。這不僅會(huì )導致更多的全球溫室氣體排放，也會(huì )導致城市局部變暖，形成城市熱島效應。
近期，圣母大學(xué)和慶熙大學(xué)的研究人員在量子計算和人工智能的幫助下已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種透明的窗戶(hù)涂層，可以降低建筑物內部的溫度，而無(wú)需使用任何電力，也不用著(zhù)色或阻擋視野。設計的透明窗戶(hù)涂層將熱量從窗戶(hù)散發(fā)到大氣中，它可以將花在風(fēng)扇和空調上的能源減少31%，不僅能幫助建筑物降溫，還可以幫助地球降溫。
為了找到一種可以滿(mǎn)足實(shí)驗目標的材料，該研究團隊制作了由四種常見(jiàn)材料（包括二氧化硅和二氧化鈦）交替疊成的模型，將這些材料夾在玻璃基底和聚合物薄膜之間。隨后結合了機器學(xué)習和量子計算過(guò)程用于找到最佳排列層。這種方法使他們能夠在幾分之一秒內模擬所有可能的組合。在測試中，所得涂層的性能優(yōu)于使用傳統方法設計的幾種透明輻射冷卻器。
目前尚不清楚這種透明的窗戶(hù)涂層是否能被大規模應用于市場(chǎng)中。根據實(shí)驗結果，它可以使用最先進(jìn)的沉積技術(shù)用于實(shí)際應用制造，但先進(jìn)通常意味著(zhù)昂貴。如果涂層（或類(lèi)似涂層）的生產(chǎn)成本可以降得足夠低，則可以幫助降低建筑物的冷卻成本，甚至可能進(jìn)行調整以用于車(chē)窗，從而最大限度地減少我們對汽車(chē)、飛機等空調的需求。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614016.html?templateId=520429
科研團隊使用物質(zhì)的量子態(tài)模擬早期宇宙
由德國海德堡大學(xué)的實(shí)驗物理學(xué)家Nikolas Liebster帶領(lǐng)的科研團隊已經(jīng)使用超冷原子制成的量子場(chǎng)模擬器創(chuàng )造了一種微小的膨脹宇宙。該實(shí)驗能夠模擬不同版本的彎曲時(shí)空，它們對應于宇宙模型中的球形或雙曲線(xiàn)幾何形狀。這些可調節的時(shí)空曲率以及許多其他因素會(huì )影響粒子的產(chǎn)生方式。該實(shí)驗的目標是在實(shí)驗室的不同場(chǎng)景下探索可能類(lèi)似于早期宇宙的動(dòng)力學(xué)，并能夠暫停整個(gè)系統以便更仔細地進(jìn)行分析，這是真實(shí)宇宙無(wú)法做到的。
研究結果表示，實(shí)驗的成功證明了類(lèi)似的模擬器提供了進(jìn)入量子物理學(xué)中未探索狀態(tài)的可能性，量子物理學(xué)是在原子的微小尺度上研究物質(zhì)和能量。雖然沒(méi)有任何實(shí)驗可以產(chǎn)生與早期宇宙條件直接可比的條件，但新研究探索的機制有點(diǎn)類(lèi)似于大爆炸后控制時(shí)空和粒子產(chǎn)生的物理學(xué)。
科研團隊概述了量子物理學(xué)中的一系列基本問(wèn)題，這些問(wèn)題可以通過(guò)未來(lái)版本的模擬器進(jìn)行探索。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614122.html?templateId=520429
德國科技巨頭博世宣布與IBM在量子計算領(lǐng)域合作
在德國工程和電子公司羅伯特·博世公司11月9日的一份聲明中，博世與美國科技公司IBM在量子計算領(lǐng)域建立新的合作伙伴關(guān)系，共同開(kāi)展對未來(lái)技術(shù)的探究。
據博世稱(chēng)，IBM將為其量子計算機提供云訪(fǎng)問(wèn)，以換取其在材料模擬方面的經(jīng)驗。這將使博世對包括硬件在內的量子計算的能力和適用性有更深入的了解，同時(shí)雙方將共同使量子模擬提升到一個(gè)新的水平，并在國際上獲得競爭優(yōu)勢。
博世還表示，這種對量子計算機的訪(fǎng)問(wèn)將使合作伙伴能夠找到用于生產(chǎn)電機和燃料電池的貴金屬和稀土的碳中和替代品，并且這些替代品將更小、更輕、更高效、更實(shí)惠。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614131.html?templateId=520429
費米實(shí)驗室超導量子計算機將采用芝加哥大學(xué)普利茲克納米制造設施
由美國能源部費米國家加速器實(shí)驗室主辦的超導量子材料和系統中心（SQMS）的研究人員正在致力于解開(kāi)量子設備的架構并研究每種材料，以了解它們如何影響設備的性能，因此SQMS正在使用芝加哥大學(xué)提供的普利茲克納米制造設施。這是一個(gè)最先進(jìn)的用戶(hù)設施，研究人員可以在這里制造具有不同材料和工藝的超導量子器件。
普利茲克納米制造設施為SQMS的研究提供了一系列工具來(lái)試驗不同的材料，以擴展其超導量子器件的性能。芝加哥大學(xué)提供的支持和訪(fǎng)問(wèn)權使SQMS能夠制造實(shí)現構建量子計算機目標所需的設備。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614148.html?templateId=520429
D-Wave公布第三季度業(yè)績(jì)，營(yíng)收同比增長(cháng)30%
D-Wave Quantum Inc.是一家唯一同時(shí)構建退火和門(mén)模型量子計算機的供應商，于11月10日公布了截至2022年9月30日的第三季度財務(wù)業(yè)績(jì)。
據財報顯示，2022財年第三季度的收入為170萬(wàn)美元，比2021財年第三季度的130萬(wàn)美元增加388,000美元，增長(cháng)率為30%，比2022財年第二季度的140萬(wàn)美元增加324,000美元，增長(cháng)率為24%。2022財年第三季度的毛利潤為110萬(wàn)美元，比2021財年第三季度的100萬(wàn)美元增加了86,000美元，增長(cháng)率為9%，比上一財年第二季度的785,000增加了301,000美元，增長(cháng)率為38%。
我們第三季度的業(yè)績(jì)反映了D-Wave今天通過(guò)將量子計算用于實(shí)際業(yè)務(wù)應用來(lái)幫助客戶(hù)實(shí)現真正價(jià)值的使命的持續進(jìn)展。商業(yè)化量子計算的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)，這在我們擴大客戶(hù)足跡、加速應用程序開(kāi)發(fā)和收入增長(cháng)方面所看到的勢頭很明顯。
今年迄今為止，商業(yè)客戶(hù)數量增長(cháng)了34%，季度收入同比增長(cháng)了30%，很明顯，客戶(hù)正在看到我們的量子混合解決方案在釋放競爭優(yōu)勢和推動(dòng)增長(cháng)方面的影響增長(cháng)，D-Wave首席執行官Alan Baratz說(shuō)，此外，我們仍然專(zhuān)注于不懈的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和交付。根據截至2022年11月10日的可用信息，D-Wave維持其2022財年收入和調整后EBITDA指導如下：收入預計在700萬(wàn)美元至900萬(wàn)美元之間，調整后的EBITDA預計將低于-4900萬(wàn)美元。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620477.html?templateId=520429
04
量子通信與安全
Quantum Communication & Security
SES選擇Arianespace為歐洲發(fā)射量子通信衛星EAGLE-1
SES公司的EAGLE-1衛星將支持歐洲的端到端安全量子密鑰分發(fā)(QKD)系統，最早將于2024年第四季度由Arianespace在法屬圭亞那的Vega C火箭上為SES發(fā)射。這顆衛星將被送入近地軌道。
EAGLE-1項目由歐洲航天局在A(yíng)RTES旗下的德國、盧森堡、奧地利、意大利、荷蘭、瑞士、比利時(shí)和捷克共和國以及歐洲委員會(huì )通過(guò)Horizon Europe共同資助。項目由衛星和地面基礎設施組成，由SES及其20個(gè)歐洲合作伙伴組成的財團在歐洲航天局(ESA)和歐盟委員會(huì )的支持下開(kāi)發(fā)。根據最近與ESA簽署的協(xié)議，SES及其合作伙伴將設計、開(kāi)發(fā)、發(fā)射和運營(yíng)一個(gè)基于衛星的端到端QKD系統，用于測試和驗證基于空間的加密密鑰安全傳輸。第一個(gè)歐洲主權天基QKD系統將包括專(zhuān)用的低地球軌道EAGLE-1衛星和位于盧森堡的最先進(jìn)的QKD運營(yíng)中心。EAGLE-1衛星將為歐盟成員國實(shí)現天基QKD的早期訪(fǎng)問(wèn)、驗證和集成。
SES首席技術(shù)官Ruy Pinto表示：為安全數據傳輸構建EAGLE-1端到端系統并驗證遠程量子密鑰分發(fā)技術(shù)是一項創(chuàng )新項目，將使歐盟成員國受益。幾十年來(lái)，我們一直在與Arianespace合作，將我們的衛星送入太空，很高興在這次合作中他們將會(huì )送EAGLE-1衛星進(jìn)入軌道。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614125.html?templateId=520429
2024年發(fā)射，英國量子通信中心授予ISISPACE集團衛星研發(fā)任務(wù)
英國量子通信中心已選擇荷蘭公司ISISPACE集團作為衛星系統和服務(wù)提供商，以支持該中心的在軌演示(IOD)任務(wù)，展示量子加密節點(diǎn)處于太空的分布。IOD將成為圍繞衛星與地面之間的量子安全通信的英國科技核心樞紐開(kāi)發(fā)計劃的高潮。該計劃是在所有距離范圍內提供量子安全的戰略目標的一部分，包括開(kāi)發(fā)新型量子信號發(fā)射器作為衛星的有效載荷，以及用于專(zhuān)用中心光學(xué)地面站(OGS)的量子接收器。由約克大學(xué)牽頭的開(kāi)發(fā)計劃的中心學(xué)術(shù)合作伙伴分別是布里斯托大學(xué)、赫瑞瓦特大學(xué)、斯特拉思克萊德大學(xué)以及科學(xué)和技術(shù)設施委員會(huì )的RAL空間設施。
ISISPACE已被選為IOD任務(wù)的衛星平臺提供商。這顆鞋盒大小的衛星將使用光和紅外信號以及無(wú)線(xiàn)電頻道與位于蘇格蘭Hub OGS站點(diǎn)的量子接收器進(jìn)行通信。ISISPACE在啟用和支持創(chuàng )新的小型衛星任務(wù)方面擁有豐富的經(jīng)驗，包括集線(xiàn)器IOD所需的集成、發(fā)射和操作。
Hub IOD將于2024年初啟動(dòng)，它將促進(jìn)實(shí)驗和測試，這對于展示克服基于光纖的地面通信網(wǎng)絡(luò )的距離限制所需的科學(xué)和技術(shù)至關(guān)重要。IOD是目前正在開(kāi)發(fā)的三個(gè)重點(diǎn)項目之一，英國投入大量資金和投資，將對大規模商業(yè)量子安全通信的戰略目標做出重大貢獻。這項工作是英國量子通信中心核心技術(shù)開(kāi)發(fā)的一部分，由約克大學(xué)領(lǐng)導，并由英國國家量子技術(shù)計劃資助。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620484.html?templateId=520429
量子加密公司Arqit將與Nine23聯(lián)手為英國政府提供安全云服務(wù)
量子安全加密領(lǐng)域的領(lǐng)頭公司Arqit Quantum Inc.已與英國受監管和合規行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )安全解決方案提供商Nine23 Ltd簽署合同，在Nine23的英國Sovereign Secure私有云基礎設施Platform FLEX上共同部署Arqit的對稱(chēng)密鑰協(xié)議軟件QuantumCloud?，旨在為其客戶(hù)提供最高水平的安全保障。
Nine23的專(zhuān)有平臺FLEX提供了一個(gè)多私有云環(huán)境，具有與所有英國政府網(wǎng)絡(luò )（包括PSN、PNN、RLI、HSCN等）的直接網(wǎng)絡(luò )網(wǎng)關(guān)連接，且經(jīng)過(guò)驗證的認可平臺提供數據駐留和解決方案集成，可用于官方敏感和更高級別的分類(lèi)。而Arqit和Nine23將攜手解決英國政府和國防客戶(hù)的需求，以提高其基礎設施抵御網(wǎng)絡(luò )攻擊的安全性，消除與傳統加密方法公鑰基礎設施(PKI)相關(guān)的漏洞，并防止量子計算機帶來(lái)的數據安全威脅。該合作伙伴關(guān)系將為政府和國防客戶(hù)跨數據網(wǎng)絡(luò )和基礎設施提供由英國主權部署的完全托管QuantumCloud?，而無(wú)需對現有硬件、軟件或支持進(jìn)行重大更改。這些服務(wù)將通過(guò)數字市場(chǎng)在新的G-Cloud 13框架上提供。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594439.html?templateId=520429
WISeKey公司推出抗量子安全架構QUASARS
全球領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò )安全、人工智能、區塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)公司W(wǎng)ISeKey International Holding Ltd.于美國東部時(shí)間11月7日宣布其QUASARS（抗量子安全架構）項目是一個(gè)基于新的WISeKey Secure RISC V平臺的激進(jìn)創(chuàng )新解決方案，正在為后量子密碼時(shí)代鋪平道路?；旌辖鉀Q方案符合ANSSI的建議，并得到了法國安全通信解決方案（SCS）集群的大力支持。
WISeKey是美國國家網(wǎng)絡(luò )安全卓越中心(NCCoE)項目的一部分，這是一個(gè)新的安全平臺，將幫助定義執行可信網(wǎng)絡(luò )層載入的最佳實(shí)踐，并幫助大規模實(shí)施和使用物聯(lián)網(wǎng)設備的可信載入解決方案。
SCS是一個(gè)致力于數字技術(shù)的世界級競爭力集群。他們正在共同努力開(kāi)發(fā)和營(yíng)銷(xiāo)產(chǎn)品和創(chuàng )新服務(wù)，以在高增長(cháng)的量子市場(chǎng)創(chuàng )造更多的就業(yè)機會(huì )。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602706.html?templateId=520429
IBM和電信運營(yíng)商沃達豐就量子安全網(wǎng)絡(luò )達成合作
IBM于11月9日在2022年IBM量子峰會(huì )上宣布，沃達豐集團正在與其就量子安全網(wǎng)絡(luò )展開(kāi)合作，同時(shí)還將加入IBM Quantum Network，這將使沃達豐可以云訪(fǎng)問(wèn)IBM先進(jìn)的量子計算系統，以及分享IBM行業(yè)領(lǐng)先的量子專(zhuān)業(yè)知識。這家跨國電信公司將與IBM合作，幫助驗證和推進(jìn)電信領(lǐng)域的潛在量子用例。
作為此次合作的一部分，沃達豐將探索用于各種電信用例的量子計算。該公司還將通過(guò)由IBM領(lǐng)導的迭代原型設計來(lái)提升員工在量子技術(shù)方面的技能，并積極招聘量子計算專(zhuān)家，在其隊伍中建立專(zhuān)門(mén)的能力。在整個(gè)參與過(guò)程中，沃達豐將探索如何將IBM量子安全加密技術(shù)應用于其整個(gè)多樣化的網(wǎng)絡(luò )基礎設施和系統。而沃達豐對美國NIST發(fā)布的量子安全協(xié)議的探索標志著(zhù)IBM量子安全在理解和準備電信領(lǐng)域的這種風(fēng)險方面處于領(lǐng)先地位。
IBM和沃達豐也是最近宣布的GSMA后量子電信網(wǎng)絡(luò )工作組的初始成員之一，該工作組的任務(wù)是幫助定義政策、監管和運營(yíng)商業(yè)務(wù)流程，以在先進(jìn)量子計算的未來(lái)加強對電信的保護。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614136.html?templateId=520429
歐洲電信標準化協(xié)會(huì )使用新的算法保護關(guān)鍵基礎設施免受量子網(wǎng)絡(luò )威脅
隨著(zhù)世界面臨日益嚴峻的挑戰，包括歐洲戰爭和全球能源危機，公共安全、關(guān)鍵基礎設施和公用事業(yè)部門(mén)（包括運輸、電力、天然氣和水廠(chǎng)）更加重視抵抗第三方攻擊，以保護通信和敏感數據。由于120多個(gè)國家和地區為這些關(guān)鍵服務(wù)使用專(zhuān)用TETRA（陸地集群無(wú)線(xiàn)電）網(wǎng)絡(luò )，因此開(kāi)展工作以確保歐洲電信標準化協(xié)會(huì )（ETSI）TETRA技術(shù)標準在面對不斷變化的威脅時(shí)保持穩健已經(jīng)迫在眉睫。
為了適應技術(shù)創(chuàng )新和潛在的網(wǎng)絡(luò )安全攻擊，包括來(lái)自量子計算機的攻擊，ETSI使用新的TETRA算法保護關(guān)鍵基礎設施免受網(wǎng)絡(luò )威脅，該公司已經(jīng)完成了旨在保護TETRA網(wǎng)絡(luò )至少在未來(lái)20年內安全的新算法的工作。這些新規范是與ETSI量子安全密碼學(xué)組的專(zhuān)家密切合作完成的。該工作是在負責增強TETRA標準的全球代表組織的支持下進(jìn)行的。據預測，在2021-2026年內，對TETRA技術(shù)的需求將繼續以4.7%的復合年增長(cháng)率增長(cháng)。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614150.html?templateId=520429
美國公司推出世界上第一個(gè)抗量子UCC平臺Mercury Workspace
作為全球最先進(jìn)的安全雙重用途數字通信平臺，Secured Communications Inc.于美國東部時(shí)間11月10日宣布旗下的Mercury Workspace成為世界上第一個(gè)集成了后量子加密的統一通信和協(xié)作(UCC)平臺，以保護客戶(hù)端數據免受未來(lái)量子計算機的攻擊。
Secured Communications與前FBI高級情報領(lǐng)導人合作，開(kāi)發(fā)的Mercury Workspace平臺受到全球反恐專(zhuān)業(yè)人士、安全專(zhuān)業(yè)人士和公司的信賴(lài)，現在這個(gè)平臺已經(jīng)是最先進(jìn)、最安全的兩用通信平臺，可實(shí)施美國國家科學(xué)技術(shù)研究院(NIST)選定的后量子加密算法，該算法將成為新密碼標準的一部分。Mercury Workspace UCC平臺包括完全加密的消息傳遞、無(wú)限大小的文件共享、高清視頻會(huì )議和VoIP呼叫，所有這些都在一個(gè)封閉的生態(tài)系統中得到保護，采用多因素身份驗證(MFA)技術(shù)來(lái)驗證用戶(hù)身份。隨著(zhù)量子計算規模的穩步推進(jìn)以及存在采用現在竊取，以后解密的潛在威脅，Mercury Workspace已完成將Crystals-Kyber和Crystals-Dilithium加密算法集成到其現有消息傳遞層的加密協(xié)議，保護傳輸中和靜止的數據，從而消除量子計算機在現在和將來(lái)能夠解密被盜數據的危險。
借助后量子加密，Mercury Workspace將可以全面保護企業(yè)、機構和組織客戶(hù)的所有通信，使安全通信比競爭對手具有明顯優(yōu)勢，并為客戶(hù)的敏感業(yè)務(wù)和運營(yíng)數據提供所需的安全性。各國政府已經(jīng)認識到量子技術(shù)存在的風(fēng)險，要求并鼓勵所有有能力的利益相關(guān)者將先進(jìn)的抗量子加密技術(shù)整合為一種雙重技術(shù)。這將立即開(kāi)始保護專(zhuān)有信息、知識產(chǎn)權和關(guān)鍵基礎設施免受當前和未來(lái)的量子威脅。Secured Communications非常重視這一緊迫的國家安全需求，并專(zhuān)注于這一新興的關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)與政府和行業(yè)合作伙伴一起加快研究進(jìn)度。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620367.html?templateId=520429
05
量子精密測量
Quantum precision measurements
麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)了低成本的太赫茲相機
太赫茲輻射的波長(cháng)介于微波和可見(jiàn)光之間，可以穿透許多非金屬材料并檢測某些分子的特征。該特性使其適用于廣泛的應用，包括機場(chǎng)安全掃描、工業(yè)質(zhì)量控制、天體物理觀(guān)測、材料的非破壞性表征以及比當前手機頻段更高帶寬的無(wú)線(xiàn)通信。但設計使用太赫茲波檢測和成像的設備一直具有挑戰性，并且大多數現有的太赫茲設備價(jià)格昂貴、速度慢、體積大，同時(shí)需要真空系統和極低的溫度。
由麻省理工學(xué)院帶領(lǐng)，包含明尼蘇達大學(xué)和三星的研究團隊開(kāi)發(fā)了一種新型相機，可以在室溫和壓力下快速檢測太赫茲脈沖，靈敏度高。更重要的是，它可以同時(shí)實(shí)時(shí)捕獲有關(guān)波的方向或極化的信息，這是現有設備無(wú)法做到的。該信息可用于表征具有不對稱(chēng)分子的材料或確定材料的表面形貌。該團隊生產(chǎn)了兩種可以在室溫下運行的不同設備：一種利用量子點(diǎn)將太赫茲脈沖轉換為可見(jiàn)光的能力，使該設備能夠產(chǎn)生材料圖像；另一種利用量子點(diǎn)將太赫茲脈沖轉換為可見(jiàn)光的能力，產(chǎn)生顯示太赫茲波偏振狀態(tài)的圖像。
雖然太赫茲波原則上可以用來(lái)探測一些天體物理現象，但這些來(lái)源非常微弱，新設備無(wú)法捕捉到如此微弱的信號，科研團隊正在努力提高其靈敏度。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594422.html?templateId=520429
悉尼科技大學(xué)研發(fā)了新一代量子顯微鏡原型
雖然量子計算是基于原子和亞原子水平上物質(zhì)和能量行為發(fā)展中技術(shù)的重要項目，但量子顯微鏡有望為科學(xué)研究本身打開(kāi)一扇新的大門(mén)。隨著(zhù)量子技術(shù)的進(jìn)步，新的顯微鏡模式將可以看到電流、檢測波動(dòng)的磁場(chǎng)，甚至可以看到表面上的單個(gè)分子。
由悉尼科技大學(xué)Igor Aharonovich教授和RMIT大學(xué)的Jean-Philippe Tetienne博士領(lǐng)導的澳大利亞研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種具有高分辨率靈敏度的顯微鏡原型。該團隊的研究結果現已發(fā)表在《自然物理學(xué)》上。其研發(fā)的量子顯微鏡原型基于原子層面，在激光照射后，發(fā)出的光可以與其他物理量直接關(guān)聯(lián)，例如磁場(chǎng)或電場(chǎng)附近的化學(xué)環(huán)境。
Aharonovich教授說(shuō)，新方法的獨創(chuàng )性在于，團隊使用了與通常用于量子傳感的笨重晶體相反的原子級薄層，稱(chēng)為六方氮化硼(hBN)。這種由牢固結合的二維層組成的范德華材料可以做得很薄，并且可以適應任意粗糙的表面，從而實(shí)現高分辨率靈敏度。這些特性使團隊產(chǎn)生了使用量子活性hBN箔來(lái)執行量子顯微鏡的想法，本質(zhì)上是一種利用量子傳感器陣列來(lái)創(chuàng )建敏感的量子空間圖的成像技術(shù)。
新一代量子顯微鏡具有巨大的潛力，UTS高級研究員Mehran Kianinia博士說(shuō)，它不僅可以在室溫下運行并同時(shí)提供有關(guān)溫度、電場(chǎng)和磁場(chǎng)的信息，而且可以無(wú)縫集成到納米級設備中，并且因為hBN是一種非常魯棒的材料，所以能承受非常惡劣的環(huán)境。而未來(lái)的主要應用包括可用于研究化學(xué)反應和識別分子起源的高分辨率MRI（磁共振成像）和NMR（核磁共振），以及遙感和成像在太空、國防和農業(yè)中的關(guān)鍵應用。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602690.html?templateId=520429
德國實(shí)現世界上第一個(gè)帶有高電荷離子的光學(xué)原子鐘
光學(xué)原子鐘是有史以來(lái)最精確的測量?jì)x器，并且正在成為基礎實(shí)驗和應用研究的關(guān)鍵工具。德國聯(lián)邦物理技術(shù)研究所(PTB)QUEST研究所的研究人員近期與馬克斯普朗克核物理研究所(MPIK)和布倫瑞克工業(yè)大學(xué)合作，在Quantum Frontiers卓越集群的范圍內，首次實(shí)現了基于高電荷離子的光學(xué)原子鐘計時(shí)。這種類(lèi)型的離子因其具有非凡的原子特性和對外部電磁場(chǎng)的低靈敏度而適合應用于測量中。
為了實(shí)現利用高電荷離子在光學(xué)原子鐘中的應用，PTB開(kāi)發(fā)出量子算法成功地冷卻了高電荷離子，即接近量子力學(xué)基態(tài)。這對應于絕對零度以上百萬(wàn)分之200開(kāi)爾文的溫度?，F在研究人員已經(jīng)成功實(shí)現了基于13倍帶電氬離子的光學(xué)原子鐘，并將其計數聲與PTB現有的鐿離子鐘進(jìn)行了比較。為此，他們必須對系統進(jìn)行非常詳細的分析，以了解例如高電荷離子的運動(dòng)和外部干擾場(chǎng)的影響。團隊期望通過(guò)技術(shù)改進(jìn)進(jìn)一步減少不確定性，這將使實(shí)驗成果進(jìn)入最好的原子鐘范圍。
因此，研究人員為現有的光學(xué)原子鐘創(chuàng )建了一個(gè)基于單個(gè)鐿離子或中性鍶原子的附加系統。這樣的改進(jìn)允許研究更多不同的高電荷離子，其中包括可用于搜索粒子物理標準模型擴展的原子系統。其他高電荷離子對精細結構常數的變化和某些暗物質(zhì)特別敏感，這些物質(zhì)在標準模型之外的模型中需要但不能用以前的方法檢測到。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602749.html?templateId=520429
德國將量子技術(shù)用于癌癥成像
迄今為止，在常規臨床環(huán)境中使用磁共振成像(MRI)追蹤腫瘤細胞的代謝是不可行的。近期，包括慕尼黑工業(yè)大學(xué)(TUM)在內的跨學(xué)科研究團隊正在努力推進(jìn)基于量子的超極化器的開(kāi)發(fā)，以便將其部署到臨床應用中。該機器旨在顯著(zhù)改善代謝過(guò)程的MRI成像，例如允許更早、更準確地評估腫瘤，以及改進(jìn)腫瘤治療的選擇和監測。
在實(shí)驗過(guò)程中，將代謝分子的原子核引向超極化狀態(tài)是困難的。因此，研究人員使用了一個(gè)基于氫的特殊磁性狀態(tài)的中間步驟，稱(chēng)為仲氫。這可以使用已知方法在低溫下用液氮生產(chǎn)并儲存在氣瓶中。仲氫的特性也建立在量子力學(xué)定律之上。
雖然仲氫本身是磁屏蔽的并且無(wú)法使用磁共振方法測量，但它的自旋配置可以使其他原子核超極化，從而增加它們在MRI中的可見(jiàn)度。使用這種方法，研究人員超極化了對研究代謝過(guò)程很重要的分子。例如丙酮酸是一種被腫瘤加工成乳酸的代謝產(chǎn)物，特別適用于診斷。研究人員將對氫?？吭诔瑯O化器中的丙酮酸上，并利用其自旋配置使用無(wú)線(xiàn)電波在磁場(chǎng)中超極化丙酮酸的碳原子。因此，來(lái)自丙酮酸的信號在MRI中得到增強，從而允許以時(shí)間分辨率可視化相應的代謝過(guò)程。
項目合作伙伴已經(jīng)開(kāi)發(fā)出超極化器的功能原型。在QuE-MRI項目中，醫學(xué)、物理、化學(xué)和工程領(lǐng)域的研究人員、醫生、工業(yè)合作伙伴和開(kāi)發(fā)人員現正在密切合作以?xún)?yōu)化這些原型，以便超極化器可以在臨床上大規模部署。此外，項目組計劃在癌癥診斷的初步臨床試驗中驗證了非侵入性和非放射性技術(shù)。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620362.html?templateId=520429
06
量子材料
Quantum Materials
科學(xué)家發(fā)現用于開(kāi)發(fā)混合材料的新量子相變
物理學(xué)家所說(shuō)的相變正如水結冰的過(guò)程。日本大阪市立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現了一種前所未有的量子相變，在此過(guò)程中，晶體在保持晶體特性的同時(shí)實(shí)現了無(wú)定形特性。他們的發(fā)現有助于開(kāi)發(fā)用于惡劣環(huán)境（例如外太空）的混合材料。
大阪市立大學(xué)工程研究生院Yui Ishii副教授領(lǐng)導的研究小組發(fā)現，在結構量子臨界點(diǎn)附近的化學(xué)成分處，AlO4網(wǎng)絡(luò )中形成了高度無(wú)序的原子排列，從而導致了結晶形成包含兩種特性和無(wú)定形的材料。Ba1-xSrxAl2O4是結晶固體，但研究人員發(fā)現在高于結構量子臨界點(diǎn)的Sr濃度下，Ba1-xSrxAl2O4表現出無(wú)定形材料的熱特性，即與玻璃材料（例如二氧化硅）相當的低熱導率。他們觀(guān)察到，由于非相干停止的聲學(xué)軟模式，部分原子結構失去了周期性。結果，實(shí)現了玻璃狀Al-O網(wǎng)絡(luò )和周期性Ba排列的組合。這種混合狀態(tài)是研究團隊第一個(gè)發(fā)現的，只需將原材料均勻混合并加熱即可。
Ishii總結道：原則上，這項研究中揭示的現象可以發(fā)生在表現出聲學(xué)軟模式的材料中。將這種技術(shù)應用于各種材料可能有助于我們創(chuàng )造出結合晶體物理特性的混合材料，例如光學(xué)特性和電學(xué)特性，以及具有非晶材料的低導熱性。此外，晶體的高耐熱性可開(kāi)發(fā)用于外太空等惡劣環(huán)境的絕緣材料。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614041.html?templateId=520429
科學(xué)家發(fā)現了用于拓撲量子計算機的新材料
芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院(PME)的研究人員發(fā)現了一種新材料MnBi6Te10，可用于創(chuàng )建電子可以沿其移動(dòng)的量子高速通道。這些電子通道可能有助于連接強大、節能的量子計算機的內部組件。
當電子穿過(guò)傳統的金屬線(xiàn)時(shí)，它們會(huì )因為產(chǎn)生熱量而損失少量能量，并且一些內在特性會(huì )發(fā)生變化。因此，傳統金屬線(xiàn)不能用于連接以電子的量子特性編碼數據的量子計算機部分。研究團隊發(fā)現了MnBi6Te10中的微妙鐵磁性，這有可能打開(kāi)量子高速通道，讓電子在沒(méi)有耗散的情況下流動(dòng)。團隊認為MnBi6Te10可以充當磁性拓撲絕緣體，擁有使電子在保持能量的同時(shí)圍繞其周邊穿梭的電子和量子特性。這是拓撲量子計算機工程的一個(gè)重要里程碑。
PME研究人員獲得了由Zhiqiang Mao領(lǐng)導的賓夕法尼亞州立大學(xué)二維晶體聯(lián)盟合作制造的MnBi6Te10原材料。然后，該團隊結合使用角度分辨光電子能譜和透射電子顯微鏡(TEM)這兩種方法，準確研究MnBi6Te10中的電子表現以及電子的運動(dòng)如何隨磁性狀態(tài)而變化。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614119.html?templateId=520429
07
核心器件
Core Equipments
浙江大學(xué)開(kāi)發(fā)了低損耗、芯片級可編程硅光子處理器
集成光信號處理器已被確定為光信號處理的強大引擎。它們可以在具有極高控制精度的小型芯片上實(shí)現寬帶和穩定的信號處理操作。目前，人們對提供功能可重構性非常感興趣，以匹配可編程微電子處理器的關(guān)鍵優(yōu)勢。為了實(shí)現具有大量調諧元件的大規?？删幊坦庾蛹呻娐?，挑戰降低硅光子波導的損耗并最大限度地減少由這些調諧元件的移相器的制造缺陷引起的隨機相位誤差。
Opto-Electronic Advances的新論文討論了低損耗芯片級可編程硅光子處理器。浙江大學(xué)研究團隊通過(guò)引入低損耗多模光子波導螺旋和低隨機相位誤差馬赫-曾德開(kāi)關(guān)，提出了一種高性能可編程硅光子處理器。這些波導螺旋設計為寬達2μm，可實(shí)現0.28dB/cm的超低傳播損耗，遠小于傳統的硅波導(2-3dB/cm)。同時(shí)，裝置設計有2μm寬的臂波導，因此其中的隨機相位誤差可以忽略不計。在這種情況下，硅光子處理器校準變得容易，而且功耗更低，可以大大減少相位誤差的補償。此外，每個(gè)通道都有一個(gè)Ge/Si光電探測器和光柵耦合器來(lái)檢測信號。
通過(guò)對該器件進(jìn)行編程，這款可編程硅光子處理器成功地驗證了許多截然不同的功能，包括可調諧時(shí)間延遲、微波光子波束形成、任意光信號濾波和任意波形生成。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614065.html?templateId=520429
硅光子微機電系統實(shí)現技術(shù)突破
為了應對不斷增長(cháng)的數據速率，光纖通信系統使用許多專(zhuān)用波長(cháng)的單獨通信信道，這種技術(shù)稱(chēng)為波分復用。這些通道在通過(guò)光纖傳輸之前在多路復用器中組合。為了檢索數據，光譜在接收端被解復用。通常，此操作是使用光子集成電路(PIC)執行的。PIC將光限制并引導到微型組件中，這些組件在多個(gè)波長(cháng)通道中操縱信息，例如陣列波導光柵或集成環(huán)形諧振器。
近期，學(xué)者Hamed Sattari帶領(lǐng)的研究團隊通過(guò)物理移動(dòng)光子集成電路中的懸浮硅環(huán)形諧振器，展示了一種用于解復用操作的節能組件。環(huán)形諧振器的機械位移允許將波長(cháng)通道提取到總線(xiàn)波導中，有效地充當微機械操作的分插濾波器。靜電驅動(dòng)機制建立在微機電系統(MEMS)之上，這是一種廣泛應用于消費電子產(chǎn)品的技術(shù)，例如視頻投影儀的微鏡。與這些已有的光學(xué)MEMS相比，團隊展示的新型硅光子MEMS大約小了3個(gè)數量級。環(huán)形諧振器的波導橫截面小于650nmx220nm，小于500nm的位移足以操作濾波器。與現有的MEMS產(chǎn)品相比，這種緊湊的占位面積允許快速運行，并且靜電驅動(dòng)機制確保了極低的功耗，使這種新型濾波器具有高能效。
我們的研究在硅光子MEMS技術(shù)成熟度方面邁出了重要一步，Sattari說(shuō)，現在可以構建由數千個(gè)組件組成的大規模光子集成電路，例如分插濾波器，提供一個(gè)缺失的平臺，可以使數據中心和光纖通信應用更加節能。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614059.html?templateId=520429
08
基礎研究
Basic Research
中國科學(xué)家成功在強量子色動(dòng)力學(xué)體系中直接測量質(zhì)子廣義極化率
量子色動(dòng)力學(xué)是探索由膠子介導的夸克之間的強相互作用的研究領(lǐng)域?？淇耸菐щ姾傻幕玖Ｗ?，是復合粒子（如強子和質(zhì)子）的組成部分。而科研領(lǐng)域對量子色動(dòng)力學(xué)體系中強相互作用的某些方面仍然知之甚少，特別是在低能量和低動(dòng)量傳遞的相互作用方面，可對核子廣義極化率進(jìn)行預測的理論是手性微擾理論。
而近期，新罕布什爾大學(xué)、弗吉尼亞大學(xué)、威廉瑪麗學(xué)院以及美國和中國的其他機構的研究人員在實(shí)驗環(huán)境中驗證了手性微擾理論的預測。他們發(fā)表在Nature Physics上的論文提供了在強量子色動(dòng)力學(xué)體系中質(zhì)子的自旋結構和廣義極化率的測量。
團隊設計的實(shí)驗會(huì )導致光束在通過(guò)場(chǎng)到達目標的途中發(fā)生很大的偏轉，從而需要大量的工程將光束傳送到目標上，并需要多年的分析才能從目標出現的散射電子中提取反應截面。使用實(shí)驗收集的測量數據，研究人員能夠表征單個(gè)質(zhì)子的內部自旋結構，同時(shí)還提取了質(zhì)子的縱向-橫向自旋極化率、twist-3矩陣元素和極化率d2，這些都是通過(guò)手性微擾理論估計的關(guān)鍵參數。為了確定理論預測的有效性，團隊將收集的研究結果通過(guò)實(shí)驗用于驗證手性微擾理論的預測，同時(shí)又可以提高現階段科學(xué)家對強量子色動(dòng)力學(xué)機制的理解，包括質(zhì)子的自旋結構和廣義自旋極化率。
來(lái)源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594436.html?templateId=520429
物理學(xué)家首次實(shí)驗觀(guān)察到兩種超流體在超冷原子云中的共存
目前的研究還無(wú)法通過(guò)實(shí)驗觀(guān)察到兩種超流體在超冷原子云中的共存。然而，海德堡大學(xué)的物理學(xué)家于近期已經(jīng)證明了這種磁性量子流體以?xún)煞N方式呈現在原子氣體中。由Markus Oberthaler教授領(lǐng)導的研究人員已經(jīng)成功地在超冷銣原子云中制備了這種狀態(tài)，并對其進(jìn)行了詳細表征。
玻色-愛(ài)因斯坦凝聚態(tài)(BEC)是一種原子氣體的特殊量子力學(xué)狀態(tài)，可在極冷的溫度下達到。處于這種狀態(tài)的單個(gè)原子云集體表現為單一流體。這種量子流體作為超流體能夠無(wú)阻力地流動(dòng)。根據Oberthaler教授的說(shuō)法，近幾十年來(lái)，原子玻色-愛(ài)因斯坦凝聚體是由鈉和銣等非常不同類(lèi)型的原子產(chǎn)生的，但最近也由鉺和鏑等更奇異的原子產(chǎn)生。然而，這些原子中的大多數也表現出有自旋并且像小磁鐵的內部自由度。實(shí)驗小組使用銣原子的超冷云，將原子系統初始化為遠離平衡狀態(tài)，并一直等到銣原子達到新的平衡狀態(tài)。為了創(chuàng )建和追蹤這種狀態(tài)，研究人員使用了專(zhuān)門(mén)為此開(kāi)發(fā)的獨特檢測和擾動(dòng)方法。他們觀(guān)察到，不僅運動(dòng)自由度變得超流體，而且自旋也變得超流體。因此，磁性量子流體可以以?xún)煞N方式變得極其流動(dòng)。
這種新研究方法不僅使可以在實(shí)驗中表征冷凝物，而且還使業(yè)內研究人員能夠更好地了解從非平衡狀態(tài)到新?tīng)顟B(tài)的路徑。
