2021年3月量子计算与测量技术进展
Source: Time:2021-04-09
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科技进展


中科大实现公里级非视域成像 

中国科学技术大学潘建伟、窦贤康、徐飞虎等实验实现了1.43公里的远距离非视域成像,首次将成像距离从米级提高到公里级,为非视域成像技术的开拓及在实际场景中的应用开辟了新道路。该成果于日前发表在国际知名学术期刊《美国国家科学院院刊》上。

论文链接:https://www.pnas.org/content/118/10/e2024468118


昆士兰大学研究人员发现未知量子态

昆士兰大学工程量子系统(EQUSARC卓越中心的物理学家Markus Rambach博士宣称,其团队已经能够使用一种名为“自导断层扫描”(self-guided tomography)的技术,更快、更准确地发现未知的量子态。研究小组还引入了“quvigint”,它类似于一个量子比特,不同的是它取值不是两个(01),而是20个可能的值。 Rambach博士说,像quvigints这样的高维量子态非常适合安全地存储和发送大量信息。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41928-020-0400-5

 

芝加哥大学研究人员关键性发现可能开启“磁振子学”量子技术新领域 

芝加哥大学普利兹克分子工程学院和美国阿贡国家实验室的研究人员宣布,他们可以直接控制两种叫做微波光子和磁振子的量子粒子之间的相互作用。该团队采用电信号周期性地改变磁振子振动频率,从而诱发有效的磁振子-光子相互作用。该装置可以在光子和磁振子之间传递信息时,随时控制光子-磁振子相互作用的强度,它甚至可以完全打开和关闭相互作用。有了这种调整能力,科学家可以用远超当前版本的混合磁振子装置的方式处理和操纵信息。这种方法可能成为构建量子技术的新方法,包括具有新功能的电子设备。

论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.237201

 

美国陆军空军联合研究人员发现自动纠正量子误差新方法

由美国陆军和空军资助的马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)研究人员发现了一种方法,可以保护量子信息不受超导系统中常见误差源的影响。超导系统是实现大规模量子计算机的主要平台之一。这项发表在《自然》杂志上的研究,实现了一种自动纠正量子误差的新方法。新方法为构建容错量子计算机打下了坚实基础。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03257-0

 

中国科大首次将分子量子比特自旋相干时间突破到毫秒级 

中国科学技术大学杜江峰教授的研究团队首次将分子量子比特的相干时间延长到1毫秒。该工作采用动力学去耦的方法,通过施加微波脉冲不断的翻转电子自旋,从而有效的平均掉电子自旋与环境之间的耦合,达到抑制退相干的目的。随着微波脉冲个数的不断增加,分子量子比特的相干时间不断被延长。当脉冲个数为2048时,相干时间达到1.4(2) ms,是以往相同分子所报道相干时间的20倍。单量子比特品质因子,即相干时间与单比特操控时间的比值,达到1.4×105,远超容错量子计算所提出的品质因子高于1×104的要求。另外,动力学去耦方法并不需要改变电子自旋周围的环境,保留了环境中的核自旋,使其可以作为潜在的资源应用到量子计算中。

论文链接:http://cpl.iphy.ac.cn/article/10.1088/0256-307X/38/3/030303

 

南科大研究团队发现半磁性拓扑绝缘体

近日,南方科技大学量子科学与工程研究院副研究员陈朝宇课题组、物理系副教授刘奇航课题组与物理系副教授刘畅课题组联合研究,发现了“半磁性拓扑绝缘体”这一崭新的物态。相关工作以题为“Half-Magnetic Topological Insulator with magnetization induced Dirac gap at selected surface”发表在顶级物理期刊《物理评论X(Physical Review XIF:14.385) 上。

论文链接:https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.11.011039

 

中科大联合清华大学实现量子纠错“完美编码”

中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、陈宇翱团队,清华大学马雄峰团队,以及牛津大学等机构的科学家们用超导量子比特,对五量子比特纠错码进行了实验探索,在超导量子系统上验证了用超导量子比特实现量子纠错码的可行性,实现了对逻辑态进行编码和解码。研究成果日前发表于《国家科学评论》上。

论文链接:论文链接:https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwab011/6105301

 

产业动态


离子阱量子计算公司IonQ成为全球首家上市的纯量子计算公司 

38日,IonQ宣布已与dMY Technology GroupInc. III达成合并协议。交易完成后,IonQ股票将在纽约证券交易所上市,股票代码为“ IONQ”,IonQ将为全球第一家上市的全栈量子计算公司。该交易将产生6.5亿美元的总收益,包括3.5亿美元全额认购的私募基金,参与的投资者包括富达管理研究公司、银湖资本、比尔·盖茨的突破能源风险投资基金、MSD合伙公司、LP、现代汽车公司和起亚公司以及主要机构的参与投资人,预计合并后的公司市值约为20亿美元。

原文链接:https://ionq.com/news/march-08-2021-ionq-to-become-first-public-quantum-computer-company/

  

霍尼韦尔离子阱量子计算机首次实现了512量子体积

霍尼韦尔在当地时间37日宣布,离子阱量子计算机 System Model H1 实现了 512 量子体积,这是目前为止量子体积最大的商用量子计算机。这是霍尼韦尔 9 个月来第 3 次创造量子体积纪录,从 2020 6 月开始,霍尼韦尔在这 9 个月内将量子系统的性能提高了 16 倍。据介绍,最新的 H1 型系统平均单量子比特门保真度达到 99.9918%,平均双单量子比特门保真度达到了 99.763%,测量保真度为 99.753%

原文链接:https://www.honeywell.com/us/en/news/2021/03/honeywell-sets-new-record-for-quantum-computing-performance

 

Google TPU重新用于量子计算仿真

谷歌母公司Alphabet的第二个秘密量子计算团队Alphabet at X,计划推出一套名为FloqAPI,它将允许开发人员使用张量处理单元(TPU)来模拟量子计算工作负载。据Sandbox研究科学家Guillaume Verdon称,Floq最初将在QHack Open Hackathon中以内部测试版的形式提供给50个团队,它将提供一个API模拟器,利用AI计算的前沿能力进行实验。Alphabet开发团队Sandbox重新调整了TPU(谷歌专门为人工智能培训和推理开发的芯片)的用途,以加速云中的模拟,使开发人员可以使用TensorFlow QuantumPennyLane等前端创建量子模型,并在Floq上远程运行。

相关链接:https://www.163.com/dy/article/G4PGFS9M0531WGZR.html

 

QuTech构建半导体量子点的量子比特阵列

QuTech的研究人员近期证明,半导体技术可以用来构建一个二维量子比特阵列,作为量子处理器。这项工作是可扩展量子技术的重要里程碑,研究成果以“A four-qubit germanium quantum processor(4量子比特的锗量子处理器)为题,发表在《Nature》杂志上。量子点量子比特有望成为一种可扩展的途径,因为它们可以使用标准的半导体制造技术来定义。领导QuTech此次工作的Menno Veldhorst表示,把4个这样的量子比特放入一个2x2的网格中,并对所有量子比特进行控制,然后通过量子线路纠缠所有的量子比特,完成所有的操作后,向可扩展量子计算迈出了重要的一步。

原文链接:https://qutech.nl/2021/03/24/semiconductor-qubits-scale-in-two-dimensions/

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-021-03332-6

 

D-Wave获得加拿大政府3190万美元财政拨款 

近日,加拿大政府向量子计算机制造商D-Wave公司拨款3190万美元,支持一项价值1.2亿美元的项目,该笔款项将用于开发量子计算机硬件和软件系统,确保加拿大在量子科技发展方面始终处于领先地位。该项目将帮助D-Wave公司提升其现有系统的处理能力和计算能力,从而进一步发挥量子计算不同于经典计算的优势。为实现这一目标,D-Wave公司将开发一种新的、功能更强大的量子处理器,同时对其量子计算机进行改进。

原文链接:https://www.theglobeandmail.com/business/article-after-year-of-reset-expectations-d-wave-secures-40-million-from-ottawa/

 

PsiQuantum预计2025年推出商用量子计算机

总部位于硅谷的量子计算初创公司PsiQuantum预计他们的商用量子计算机最迟将于2025年问世。根据他们的说法,这是一台拥有100万个物理量子比特、基于光子学的容错量子计算机。尽管PsiQuantum计划用100万个量子比特来运行其Q-1机器,但其中绝大多数可能会用于纠错,而不是精确的信息处理,因为任何量子系统都应该排除“噪声”的影响。

原文链接:https://www.ft.com/content/a5af3039-abbf-4b25-92e2-c40e5957c8cd

 

政策规划


“十四五”规划重点提及量子信息 

近日,中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议深入分析国际国内形势后,就制定国民经济和社会发展「十四五」规划和2035年远景目标提出了多项建议,量子信息成为“十四五”规划的重点词之一。去年10月,中共中央政治局就量子科技研究和应用前景进行了集体学习,习总书记强调,要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。量子科技已经得到中央层面的大力支持,成为中国增强核心科技竞争力的一步「先手棋」。

原文链接:http://www.xinhuanet.com/fortune/2021-03/13/c_1127205564.htm 

 

工信部发布2021年工业和信息化标准工作要点 首次点名量子信息标准化

近日,国家工信部发布《2021年工业和信息化标准工作要点》,提出推进新技术新产业新基建标准制定,大力开展包括量子信息、物联网、云计算、大数据、区块链等标准的研究与制定。这是工信部首次点名量子信息的标准化。近年来,我国积极布局量子通信等领域的标准化,并参与到了国际“话语权”的争夺战中。 2019年,推动在ITU-T成立首个量子信息技术焦点组“FG-QIT4N”;2020年12月,由国盾量子、国科量子牵头的三项量子密钥分发(QKD)网络国际标准,已被ITU-T批准通过。目前,全球三大标准化组织之一ISO/IEC也在基于中国量子保密通信“京沪干线”实践,编制国际标准《QKD安全要求、测试与评估方法》。对推动量子技术产业化发展颇有助益。

   原文链接:https://www.miit.gov.cn/xwdt/gxdt/sjdt/art/2021/art_636b342cf41043969840b8c74e288358.html

 

美国免费开放离子阱量子计算测试平台(QSCOUT

美国桑迪亚国家实验室公开其离子阱量子计算测试平台QSCOUT,印第安纳大学的科学家们成为第一个使用桑迪亚国家实验室量子科学计算开放用户测试平台(QSCOUT)的团队。他们的项目范围从测试基准测试技术到开发算法,未来可以解决化学方面的问题。桑迪亚国家实验室物理学家兼QSCOUT负责人Susan Clark说,新测试平台是独特的设备,表现在三方面:第一,是免费的开放式测试平台;第二,采用离子阱技术制成;第三,是为用户提供对其研究的控制平台。现在,桑迪亚国家实验室已准备好接受更多研究建议。任何人都可以提交使用QSCOUT的建议,并且由于美国能源部科学办公室高级科学计算研究计划的资助,计算时间是免费的。

相关链接:https://www.sandia.gov/quantum/Projects/QSCOUT.html

 

 美国能源部宣布拨款3000万美元用于量子信息科学 

美国能源部宣布拨款3000万美元用于量子信息科学,以促进美国能源、经济和国家安全。该项目名为量子信息科学与研究基础设施3000万美元资金将开发用于合成、构建和理解量子结构和现象的先进功能,并通过能源部五个纳米级科学研究中心为更广泛的科学界提供能力。其中,NSRCs由能源部基础能源科学计划建立,可以访问前沿的合成、特性、计算工具和科学专业知识。

相关链接:http://www.cnii.com.cn/rmydb/202103/t20210316_261915.html

 

以色列投入6000万美元建造第一台量子计算机 

以色列计划建造其第一台量子计算机,力求在量子这一新兴技术方面占一席之地。以色列创新局技术基础设施部副部长Aviv Zeevi表示,以色列国防部和创新局正在接受来自跨国公司、以色列本土企业及学术机构对于一个6000万美元项目的投标。该项目是以色列12.5亿谢克尔(约合人民币24亿)国家计划的一部分,旨在建造一台30-40量子比特的量子计算机,提高其量子水平。

原文链接:https://www.bloomberg.com/news/articles/2021-03-03/israel-allocates-60-million-to-build-first-quantum-computer

 

欧盟发布“2030数字指南针计划” 

欧盟委员会(European Commission)正式发布“2030数字指南针”(2030 Digital Compass)计划。目标包括扩大欧盟在全球半导体市场的份额和推进量子技术,2030年生产全球五分之一的尖端半导体产品,在5年内制造第一台量子计算机。在10年内投入1500多亿美元发展下一代数字产业。

原文链接:https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/europe-fit-digital-age/europes-digital-decade-digital-targets-2030_en

 

科技副部长黄卫考察国盾量子、本源量子等量子技术公司 

316日,科技部副部长黄卫等一行赴本源量子、国盾量子及国仪量子等企业调研量子科技创新工作,现场考察了解量子信息技术产业化推进情况。安徽省科技厅厅长罗平,中国科学技术大学党委常委、副校长朱长飞,合肥市委常委、常务副市长王文松等领导陪同考察。

原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s__biz=MzI4NjY5NjE2MA==&chksm=ebd9a485dcae2d93827a81cab1fd0447474f7d7a749d169e7c28c9

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国际电联(ITU)组织召开量子技术标准联合研讨会 

2021323日,国际电信联盟(ITU)、国际电工委员会(IEC)、电气与电子工程师协会(IEEE)的英国和爱尔兰光子学分会共同组织召开了一次量子技术标准在线联合研讨会,邀请量子信息技术和标准化领域的专家,讨论能够确保统一标准制定的合作模式。研讨会旨在确定最需要制定标准的领域,并讨论标准制定的适当时间表。此外,还探讨了从光学和光子学等领域的标准制定中吸取的经验教训,以期使成功的协调方法适应量子标准化。此次量子标准化专题讨论会是为了支持国际电联一个向所有人开放的“网络量子信息技术”重点小组,该小组致力于研究量子信息技术在ICT网络中的预期应用的演变。

原文链接:https://www.itu.int/en/ITU-T/Workshops-and-Seminars/2021/0323/Pages/default.aspx

 


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