光子盒研究院出品
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繼續(xù)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Eagle約三倍的433個量子比特。IBM表示，在短短一年內(nèi)將芯片上的量子比特數(shù)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1,000個量子比特的通用量子計算機(jī)Condor。
IBM開發(fā)的量子計算機(jī)擁有的量子比特數(shù)隨著時間的推移穩(wěn)步增長。2016年，該公司將第一臺量子計算機(jī)放在云上供公眾進(jìn)行實驗，當(dāng)時還是一個只有5個量子比特的設(shè)備，每個超導(dǎo)電路冷卻到大約20毫開爾文（-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(yù)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的量子計算峰會上亮相，揭示了該公司為實現(xiàn)這一雄心勃勃的目標(biāo)而采取的關(guān)鍵步驟。來自IBM的Oliver Dial說：我們使用的每一項改進(jìn)都會帶來一點(diǎn)運(yùn)算速度的提升，一旦我們消除了所有這些瓶頸，我們就會看到運(yùn)算速度有了很大的提升。
來源：
https://quantumchina.com/newsinfo/4611347.html?templateId=520429
英國科學(xué)家取得量子RAM新突破
隨機(jī)存取存儲器（RAM）是計算機(jī)的一個組成部分，充當(dāng)可以快速調(diào)用信息的短期記憶庫。手機(jī)或計算機(jī)上的應(yīng)用程序使用RAM，因此可以在眨眼之間切換任務(wù)。致力于構(gòu)建量子計算機(jī)的研究人員希望，這樣的系統(tǒng)有朝一日可以使用類似的量子RAM組件運(yùn)行，這可以加速量子算法的執(zhí)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實現(xiàn)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(dǎo)諧振器讀取和寫入信息，使其硬件效率顯著高于以前的設(shè)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優(yōu)雅的解決方案，該解決方案使用了高效硬件的方法。實驗設(shè)備由一個超導(dǎo)電路諧振器組成，該諧振器位于一個嵌入有鉍原子的硅芯片上。該團(tuán)隊向諧振器發(fā)送了包含大約1000個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，該脈沖的頻率隨著時間的推移而上升，這種效應(yīng)被稱為啁啾。
該實驗團(tuán)隊表明，他們的存儲設(shè)備能夠以四個微弱的微波脈沖的形式同時存儲多條光子信息。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(shè)備成為真正的RAM。
來源：
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(jī)的開發(fā)
光量子計算領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者Xanadu宣布已在C輪融資中籌集了1億美元。加拿大最大的成長股權(quán)股市Georgian領(lǐng)投了這輪融資，保時捷汽車控股公司、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(dá)到10億美元。
自2016年成立以來，Xanadu一直致力于打造對人們有用的量子計算機(jī)。Xanadu構(gòu)建量子計算機(jī)的光子方法是獨(dú)特且有效的。使用光子學(xué)可以利用現(xiàn)代芯片制造設(shè)施、現(xiàn)有電信行業(yè)開發(fā)的光學(xué)元件的應(yīng)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)需要超過一百萬個量子比特，才能達(dá)到可以訪問應(yīng)用程序的規(guī)模。Xanadu的卓越成就包括通過Xanadu Cloud推出世界上第一臺云部署光量子計算機(jī)、構(gòu)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(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，以及最近在其量子計算機(jī)Borealis上展示了量子計算優(yōu)勢。
Xanadu創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Christian Weedbrook說：在這種不確定的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，頂級投資者的持續(xù)支持證明了對我們的卓越團(tuán)隊、光子技術(shù)和執(zhí)行能力的信任。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614140.html?templateId=520429
德國將創(chuàng)建其首個量子計算業(yè)務(wù)云
德國經(jīng)濟(jì)事務(wù)和氣候行動部(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和云專家IONOS的合同，為德國工業(yè)構(gòu)建量子計算應(yīng)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(yùn)行三年，是該部門商業(yè)數(shù)字技術(shù)支持計劃的一部分。該部將投資數(shù)千萬歐元，但沒有透露具體數(shù)字。在該項目的三年期間，將邀請來自行業(yè)和更廣泛經(jīng)濟(jì)體的選定合作伙伴公司測試在電信、物流、金融、汽車和能源等領(lǐng)域的應(yīng)用。該項目是來自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1400萬歐元用于基于光子系統(tǒng)開發(fā)的量子處理器原型。BMWK已承諾在整個量子計算方面投資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(jī)構(gòu)貿(mào)易與投資署的計算行業(yè)專家Asha-Maria Sharma說，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(jì)體并從這一激動人心的轉(zhuǎn)型中獲利。
來源：
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其技術(shù)子公司Euro-Information與IBM合作培訓(xùn)團(tuán)隊并探索量子技術(shù)在金融服務(wù)的用例和概念驗證，同時計劃擴(kuò)展法國的量子生態(tài)系統(tǒng)。這家銀行于11月8日宣布，他們已開始進(jìn)入量子計算就緒發(fā)現(xiàn)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發(fā)概念驗證并開始了勞動力發(fā)展。
此次合作標(biāo)志著IBM Quantum Network在法國的首次企業(yè)合作，將通過開源Qiskit軟件開發(fā)套件中的量子計算專業(yè)知識提升國民互助信貸銀行員工的技能，并應(yīng)用量子算法在其團(tuán)隊中發(fā)展量子專業(yè)知識，為組織利用量子技術(shù)做好充分準(zhǔn)備。國民互助信貸銀行的員工將通過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?qū)I(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(yīng)用程序。
在接下來的幾個月里，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合作，將法國的量子生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展到金融和保險行業(yè)，并加快量子應(yīng)用程序的識別、開發(fā)和采用。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614049.html?templateId=520429
02
戰(zhàn)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(zhàn)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(yīng)的建議以實現(xiàn)這一愿景，重點(diǎn)部分為：量子商品和服務(wù)商業(yè)化的路線圖；支持生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和規(guī)?；芰?；建立強(qiáng)大的技能基礎(chǔ)以支持量子產(chǎn)業(yè)；以及更廣泛的推動因素，包括伙伴關(guān)系和溝通。
這份報告提供了來自廣泛由成員主導(dǎo)的IOP參與計劃的證據(jù)，其中包括圓桌會議和研討會以及與商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部(BEIS)進(jìn)行的練習(xí)，從而確定了IOP有可能支持英國量子戰(zhàn)略的關(guān)鍵領(lǐng)域。IOP認(rèn)為，英國的量子戰(zhàn)略需要通過提供直接和間接支持、協(xié)調(diào)和規(guī)劃以及一致的政策，支持從基礎(chǔ)研究到市場的商業(yè)化量子產(chǎn)品和服務(wù)的每個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(jiān)Louis Barson表示：量子技術(shù)有可能改變?nèi)藗兊纳罘绞?，并徹底改變計算、通信、國防、安全、醫(yī)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(rèn)為，政府應(yīng)該以該行業(yè)的整體價值、企業(yè)和員工數(shù)量以及量子生態(tài)系統(tǒng)在多大程度上由高生產(chǎn)力公司驅(qū)動的程度方面的顯著增長為目標(biāo)。
來源：
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，通過與Quantum Exponential plc合作推出量子商業(yè)創(chuàng)新和增長團(tuán)隊(qBIG)獎，繼續(xù)推動量子技術(shù)領(lǐng)域的增長，成立英國首個專注于量子技術(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英鎊的無限制現(xiàn)金獎勵，以及來自創(chuàng)新型Quantum Exponential投資團(tuán)隊長達(dá)十個月的指導(dǎo)。在訪問Quantum Exponential廣泛的網(wǎng)絡(luò)的同時，這個機(jī)會將使獲勝者在其領(lǐng)域獲得未來成功的最佳機(jī)會。獲勝者將通過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(qū)和公司建立聯(lián)系。他們將獲得六個月的免費(fèi)使用物理研究所加速器工作空間的機(jī)會，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(tuán)委員會選出，該委員會成員包括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(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，使我們能夠持續(xù)關(guān)注英國量子的商業(yè)化，通過在財務(wù)上支持更廣泛的潛在投資組合以及通過指導(dǎo)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整個行業(yè)增加支持，并有助于加快量子市場的就緒。
來源：
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(jī)模擬水電大壩結(jié)構(gòu)
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(xiàn)水電大壩變形數(shù)值模擬計算。該突破性技術(shù)可以提高模擬的準(zhǔn)確性，加快計算和降低運(yùn)算時的能耗。Quadela預(yù)計在未來可將仿真模型推廣到其他類型的工業(yè)應(yīng)用并將光子計算擴(kuò)展到機(jī)器學(xué)習(xí)，特別是應(yīng)用在消費(fèi)預(yù)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(tuán)隊。正是在這種背景下，EDF和歐洲光量子計算的領(lǐng)導(dǎo)者Quandela開始了合作，這一合作關(guān)系標(biāo)志著法國的量子計算進(jìn)入了一個新的階段。
Quandela聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Valérian Giesz說：這種合作關(guān)系使我們能夠?qū)⒐こ處煹闹R應(yīng)用于工業(yè)問題。Quandela和EDF是完美的互補(bǔ)。我們將自己的專業(yè)知識用于微分方程求解和算法開發(fā)以及我們第一臺全棧光量子計算機(jī)由法國電力集團(tuán)使用。作為回報，我們將受益于EDF獲得的知識和專業(yè)技能數(shù)十年的研發(fā)團(tuán)隊。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594428.html?templateId=520429
富士通推出用于解決量子化學(xué)問題的量子/HPC混合計算技術(shù)
富士通于11月8日宣布開發(fā)量子/HPC混合計算技術(shù)，以優(yōu)化客戶的工作負(fù)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(jī)富岳相同的A64FX CPU的富士通超級計算機(jī)PRIMEHPC FX 700的強(qiáng)大功能結(jié)合運(yùn)行，為客戶的量子化學(xué)選擇最佳計算方法。至關(guān)重要的是，該技術(shù)允許沒有專業(yè)知識的用戶使用量子模擬器和HPC技術(shù)為現(xiàn)實世界的問題提供有效的解決方案。富士通為實現(xiàn)對計算工作負(fù)載代理的愿景，現(xiàn)已開發(fā)出一種用于解決量子化學(xué)問題的量子/HPC混合計算技術(shù)，從而能夠基于計算闡明藥物發(fā)現(xiàn)和新材料開發(fā)中使用的材料的特性。作為計算工作負(fù)載代理的先驅(qū)，這項新技術(shù)通過自動優(yōu)化組合量子模擬器和HPC兩種類型計算機(jī)，實現(xiàn)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)；計算時間估計技術(shù)；基于時間、成本和精度的最優(yōu)控制技術(shù)。
展望未來，富士通將驗證該技術(shù)的有效性并進(jìn)一步開發(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(fù)載代理技術(shù)。富士通將進(jìn)一步繼續(xù)開發(fā)可使用的計算平臺，通過將服務(wù)添加到富士通計算服務(wù)中，無需專業(yè)知識的任何人都可以使用，富士通的服務(wù)組合通過公共云為客戶提供世界領(lǐng)先的計算技術(shù)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614051.html?templateId=520429
應(yīng)用量子計算設(shè)計散熱窗戶，減緩全球氣候變暖
空調(diào)造成約4%的溫室氣體排放，而隨著世界變得越來越熱、人口增加和全球收入增加，使用中的空調(diào)裝置數(shù)量預(yù)計將從今天的不到20億臺到2050年飆升至56億臺到。這不僅會導(dǎo)致更多的全球溫室氣體排放，也會導(dǎo)致城市局部變暖，形成城市熱島效應(yīng)。
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)開發(fā)出一種透明的窗戶涂層，可以降低建筑物內(nèi)部的溫度，而無需使用任何電力，也不用著色或阻擋視野。設(shè)計的透明窗戶涂層將熱量從窗戶散發(fā)到大氣中，它可以將花在風(fēng)扇和空調(diào)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足實驗?zāi)繕?biāo)的材料，該研究團(tuán)隊制作了由四種常見材料（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(jié)合了機(jī)器學(xué)習(xí)和量子計算過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(nèi)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(tǒng)方法設(shè)計的幾種透明輻射冷卻器。
目前尚不清楚這種透明的窗戶涂層是否能被大規(guī)模應(yīng)用于市場中。根據(jù)實驗結(jié)果，它可以使用最先進(jìn)的沉積技術(shù)用于實際應(yīng)用制造，但先進(jìn)通常意味著昂貴。如果涂層（或類似涂層）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(diào)整以用于車窗，從而最大限度地減少我們對汽車、飛機(jī)等空調(diào)的需求。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614016.html?templateId=520429
科研團(tuán)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)的實驗物理學(xué)家Nikolas Liebster帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊已經(jīng)使用超冷原子制成的量子場模擬器創(chuàng)造了一種微小的膨脹宇宙。該實驗?zāi)軌蚰M不同版本的彎曲時空，它們對應(yīng)于宇宙模型中的球形或雙曲線幾何形狀。這些可調(diào)節(jié)的時空曲率以及許多其他因素會影響粒子的產(chǎn)生方式。該實驗的目標(biāo)是在實驗室的不同場景下探索可能類似于早期宇宙的動力學(xué)，并能夠暫停整個系統(tǒng)以便更仔細(xì)地進(jìn)行分析，這是真實宇宙無法做到的。
研究結(jié)果表示，實驗的成功證明了類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。雖然沒有任何實驗可以產(chǎn)生與早期宇宙條件直接可比的條件，但新研究探索的機(jī)制有點(diǎn)類似于大爆炸后控制時空和粒子產(chǎn)生的物理學(xué)。
科研團(tuán)隊概述了量子物理學(xué)中的一系列基本問題，這些問題可以通過未來版本的模擬器進(jìn)行探索。
來源：
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，共同開展對未來技術(shù)的探究。
據(jù)博世稱，IBM將為其量子計算機(jī)提供云訪問，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(nèi)的量子計算的能力和適用性有更深入的了解，同時雙方將共同使量子模擬提升到一個新的水平，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(jī)的訪問將使合作伙伴能夠找到用于生產(chǎn)電機(jī)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、更實惠。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614131.html?templateId=520429
費(fèi)米實驗室超導(dǎo)量子計算機(jī)將采用芝加哥大學(xué)普利茲克納米制造設(shè)施
由美國能源部費(fèi)米國家加速器實驗室主辦的超導(dǎo)量子材料和系統(tǒng)中心（SQMS）的研究人員正在致力于解開量子設(shè)備的架構(gòu)并研究每種材料，以了解它們?nèi)绾斡绊懺O(shè)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(shè)施。這是一個最先進(jìn)的用戶設(shè)施，研究人員可以在這里制造具有不同材料和工藝的超導(dǎo)量子器件。
普利茲克納米制造設(shè)施為SQMS的研究提供了一系列工具來試驗不同的材料，以擴(kuò)展其超導(dǎo)量子器件的性能。芝加哥大學(xué)提供的支持和訪問權(quán)使SQMS能夠制造實現(xiàn)構(gòu)建量子計算機(jī)目標(biāo)所需的設(shè)備。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614148.html?templateId=520429
D-Wave公布第三季度業(yè)績，營收同比增長30%
D-Wave Quantum Inc.是一家唯一同時構(gòu)建退火和門模型量子計算機(jī)的供應(yīng)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。
據(jù)財報顯示，2022財年第三季度的收入為170萬美元，比2021財年第三季度的130萬美元增加388,000美元，增長率為30%，比2022財年第二季度的140萬美元增加324,000美元，增長率為24%。2022財年第三季度的毛利潤為110萬美元，比2021財年第三季度的100萬美元增加了86,000美元，增長率為9%，比上一財年第二季度的785,000增加了301,000美元，增長率為38%。
我們第三季度的業(yè)績反映了D-Wave今天通過將量子計算用于實際業(yè)務(wù)應(yīng)用來幫助客戶實現(xiàn)真正價值的使命的持續(xù)進(jìn)展。商業(yè)化量子計算的時代已經(jīng)到來，這在我們擴(kuò)大客戶足跡、加速應(yīng)用程序開發(fā)和收入增長方面所看到的勢頭很明顯。
今年迄今為止，商業(yè)客戶數(shù)量增長了34%，季度收入同比增長了30%，很明顯，客戶正在看到我們的量子混合解決方案在釋放競爭優(yōu)勢和推動增長方面的影響增長，D-Wave首席執(zhí)行官Alan Baratz說，此外，我們?nèi)匀粚Ｗ⒂诓恍傅漠a(chǎn)品開發(fā)和交付。根據(jù)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(diào)整后EBITDA指導(dǎo)如下：收入預(yù)計在700萬美元至900萬美元之間，調(diào)整后的EBITDA預(yù)計將低于-4900萬美元。
來源：
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(wèi)星EAGLE-1
SES公司的EAGLE-1衛(wèi)星將支持歐洲的端到端安全量子密鑰分發(fā)(QKD)系統(tǒng)，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(wèi)星將被送入近地軌道。
EAGLE-1項目由歐洲航天局在ARTES旗下的德國、盧森堡、奧地利、意大利、荷蘭、瑞士、比利時和捷克共和國以及歐洲委員會通過Horizon Europe共同資助。項目由衛(wèi)星和地面基礎(chǔ)設(shè)施組成，由SES及其20個歐洲合作伙伴組成的財團(tuán)在歐洲航天局(ESA)和歐盟委員會的支持下開發(fā)。根據(jù)最近與ESA簽署的協(xié)議，SES及其合作伙伴將設(shè)計、開發(fā)、發(fā)射和運(yùn)營一個基于衛(wèi)星的端到端QKD系統(tǒng)，用于測試和驗證基于空間的加密密鑰安全傳輸。第一個歐洲主權(quán)天基QKD系統(tǒng)將包括專用的低地球軌道EAGLE-1衛(wèi)星和位于盧森堡的最先進(jìn)的QKD運(yùn)營中心。EAGLE-1衛(wèi)星將為歐盟成員國實現(xiàn)天基QKD的早期訪問、驗證和集成。
SES首席技術(shù)官Ruy Pinto表示：為安全數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)建EAGLE-1端到端系統(tǒng)并驗證遠(yuǎn)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，我們一直在與Arianespace合作，將我們的衛(wèi)星送入太空，很高興在這次合作中他們將會送EAGLE-1衛(wèi)星進(jìn)入軌道。
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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(tuán)衛(wèi)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(tuán)作為衛(wèi)星系統(tǒng)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(jié)點(diǎn)處于太空的分布。IOD將成為圍繞衛(wèi)星與地面之間的量子安全通信的英國科技核心樞紐開發(fā)計劃的高潮。該計劃是在所有距離范圍內(nèi)提供量子安全的戰(zhàn)略目標(biāo)的一部分，包括開發(fā)新型量子信號發(fā)射器作為衛(wèi)星的有效載荷，以及用于專用中心光學(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(shè)施委員會的RAL空間設(shè)施。
ISISPACE已被選為IOD任務(wù)的衛(wèi)星平臺提供商。這顆鞋盒大小的衛(wèi)星將使用光和紅外信號以及無線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(wèi)星任務(wù)方面擁有豐富的經(jīng)驗，包括集線器IOD所需的集成、發(fā)射和操作。
Hub IOD將于2024年初啟動，它將促進(jìn)實驗和測試，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是目前正在開發(fā)的三個重點(diǎn)項目之一，英國投入大量資金和投資，將對大規(guī)模商業(yè)量子安全通信的戰(zhàn)略目標(biāo)做出重大貢獻(xiàn)。這項工作是英國量子通信中心核心技術(shù)開發(fā)的一部分，由約克大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)，并由英國國家量子技術(shù)計劃資助。
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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(jiān)管和合規(guī)行業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案提供商N(yùn)ine23 Ltd簽署合同，在Nine23的英國Sovereign Secure私有云基礎(chǔ)設(shè)施Platform FLEX上共同部署Arqit的對稱密鑰協(xié)議軟件QuantumCloud?，旨在為其客戶提供最高水平的安全保障。
Nine23的專有平臺FLEX提供了一個多私有云環(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)過驗證的認(rèn)可平臺提供數(shù)據(jù)駐留和解決方案集成，可用于官方敏感和更高級別的分類。而Arqit和Nine23將攜手解決英國政府和國防客戶的需求，以提高其基礎(chǔ)設(shè)施抵御網(wǎng)絡(luò)攻擊的安全性，消除與傳統(tǒng)加密方法公鑰基礎(chǔ)設(shè)施(PKI)相關(guān)的漏洞，并防止量子計算機(jī)帶來的數(shù)據(jù)安全威脅。該合作伙伴關(guān)系將為政府和國防客戶跨數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)設(shè)施提供由英國主權(quán)部署的完全托管QuantumCloud?，而無需對現(xiàn)有硬件、軟件或支持進(jìn)行重大更改。這些服務(wù)將通過數(shù)字市場在新的G-Cloud 13框架上提供。
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WISeKey公司推出抗量子安全架構(gòu)QUASARS
全球領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)公司W(wǎng)ISeKey International Holding Ltd.于美國東部時間11月7日宣布其QUASARS（抗量子安全架構(gòu)）項目是一個基于新的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代鋪平道路。混合解決方案符合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，這是一個新的安全平臺，將幫助定義執(zhí)行可信網(wǎng)絡(luò)層載入的最佳實踐，并幫助大規(guī)模實施和使用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可信載入解決方案。
SCS是一個致力于數(shù)字技術(shù)的世界級競爭力集群。他們正在共同努力開發(fā)和營銷產(chǎn)品和創(chuàng)新服務(wù)，以在高增長的量子市場創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602706.html?templateId=520429
IBM和電信運(yùn)營商沃達(dá)豐就量子安全網(wǎng)絡(luò)達(dá)成合作
IBM于11月9日在2022年IBM量子峰會上宣布，沃達(dá)豐集團(tuán)正在與其就量子安全網(wǎng)絡(luò)展開合作，同時還將加入IBM Quantum Network，這將使沃達(dá)豐可以云訪問IBM先進(jìn)的量子計算系統(tǒng)，以及分享IBM行業(yè)領(lǐng)先的量子專業(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(dá)豐將探索用于各種電信用例的量子計算。該公司還將通過由IBM領(lǐng)導(dǎo)的迭代原型設(shè)計來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家，在其隊伍中建立專門的能力。在整個參與過程中，沃達(dá)豐將探索如何將IBM量子安全加密技術(shù)應(yīng)用于其整個多樣化的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和系統(tǒng)。而沃達(dá)豐對美國NIST發(fā)布的量子安全協(xié)議的探索標(biāo)志著IBM量子安全在理解和準(zhǔn)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(dá)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(jiān)管和運(yùn)營商業(yè)務(wù)流程，以在先進(jìn)量子計算的未來加強(qiáng)對電信的保護(hù)。
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歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會使用新的算法保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受量子網(wǎng)絡(luò)威脅
隨著世界面臨日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，包括歐洲戰(zhàn)爭和全球能源危機(jī)，公共安全、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和公用事業(yè)部門（包括運(yùn)輸、電力、天然氣和水廠）更加重視抵抗第三方攻擊，以保護(hù)通信和敏感數(shù)據(jù)。由于120多個國家和地區(qū)為這些關(guān)鍵服務(wù)使用專用TETRA（陸地集群無線電）網(wǎng)絡(luò)，因此開展工作以確保歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ETSI）TETRA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在面對不斷變化的威脅時保持穩(wěn)健已經(jīng)迫在眉睫。
為了適應(yīng)技術(shù)創(chuàng)新和潛在的網(wǎng)絡(luò)安全攻擊，包括來自量子計算機(jī)的攻擊，ETSI使用新的TETRA算法保護(hù)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受網(wǎng)絡(luò)威脅，該公司已經(jīng)完成了旨在保護(hù)TETRA網(wǎng)絡(luò)至少在未來20年內(nèi)安全的新算法的工作。這些新規(guī)范是與ETSI量子安全密碼學(xué)組的專家密切合作完成的。該工作是在負(fù)責(zé)增強(qiáng)TETRA標(biāo)準(zhǔn)的全球代表組織的支持下進(jìn)行的。據(jù)預(yù)測，在2021-2026年內(nèi)，對TETRA技術(shù)的需求將繼續(xù)以4.7%的復(fù)合年增長率增長。
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美國公司推出世界上第一個抗量子UCC平臺Mercury Workspace
作為全球最先進(jìn)的安全雙重用途數(shù)字通信平臺，Secured Communications Inc.于美國東部時間11月10日宣布旗下的Mercury Workspace成為世界上第一個集成了后量子加密的統(tǒng)一通信和協(xié)作(UCC)平臺，以保護(hù)客戶端數(shù)據(jù)免受未來量子計算機(jī)的攻擊。
Secured Communications與前FBI高級情報領(lǐng)導(dǎo)人合作，開發(fā)的Mercury Workspace平臺受到全球反恐專業(yè)人士、安全專業(yè)人士和公司的信賴，現(xiàn)在這個平臺已經(jīng)是最先進(jìn)、最安全的兩用通信平臺，可實施美國國家科學(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(biāo)準(zhǔn)的一部分。Mercury Workspace UCC平臺包括完全加密的消息傳遞、無限大小的文件共享、高清視頻會議和VoIP呼叫，所有這些都在一個封閉的生態(tài)系統(tǒng)中得到保護(hù)，采用多因素身份驗證(MFA)技術(shù)來驗證用戶身份。隨著量子計算規(guī)模的穩(wěn)步推進(jìn)以及存在采用現(xiàn)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(xiàn)有消息傳遞層的加密協(xié)議，保護(hù)傳輸中和靜止的數(shù)據(jù)，從而消除量子計算機(jī)在現(xiàn)在和將來能夠解密被盜數(shù)據(jù)的危險。
借助后量子加密，Mercury Workspace將可以全面保護(hù)企業(yè)、機(jī)構(gòu)和組織客戶的所有通信，使安全通信比競爭對手具有明顯優(yōu)勢，并為客戶的敏感業(yè)務(wù)和運(yùn)營數(shù)據(jù)提供所需的安全性。各國政府已經(jīng)認(rèn)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)。這將立即開始保護(hù)專有信息、知識產(chǎn)權(quán)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施免受當(dāng)前和未來的量子威脅。Secured Communications非常重視這一緊迫的國家安全需求，并專注于這一新興的關(guān)鍵技術(shù)，同時與政府和行業(yè)合作伙伴一起加快研究進(jìn)度。
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05
量子精密測量
Quantum precision measurements
麻省理工學(xué)院開發(fā)了低成本的太赫茲相機(jī)
太赫茲輻射的波長介于微波和可見光之間，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(yīng)用，包括機(jī)場安全掃描、工業(yè)質(zhì)量控制、天體物理觀測、材料的非破壞性表征以及比當(dāng)前手機(jī)頻段更高帶寬的無線通信。但設(shè)計使用太赫茲波檢測和成像的設(shè)備一直具有挑戰(zhàn)性，并且大多數(shù)現(xiàn)有的太赫茲設(shè)備價格昂貴、速度慢、體積大，同時需要真空系統(tǒng)和極低的溫度。
由麻省理工學(xué)院帶領(lǐng)，包含明尼蘇達(dá)大學(xué)和三星的研究團(tuán)隊開發(fā)了一種新型相機(jī)，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，它可以同時實時捕獲有關(guān)波的方向或極化的信息，這是現(xiàn)有設(shè)備無法做到的。該信息可用于表征具有不對稱分子的材料或確定材料的表面形貌。該團(tuán)隊生產(chǎn)了兩種可以在室溫下運(yùn)行的不同設(shè)備：一種利用量子點(diǎn)將太赫茲脈沖轉(zhuǎn)換為可見光的能力，使該設(shè)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(zhuǎn)換為可見光的能力，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探測一些天體物理現(xiàn)象，但這些來源非常微弱，新設(shè)備無法捕捉到如此微弱的信號，科研團(tuán)隊正在努力提高其靈敏度。
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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)研究本身打開一扇新的大門。隨著量子技術(shù)的進(jìn)步，新的顯微鏡模式將可以看到電流、檢測波動的磁場，甚至可以看到表面上的單個分子。
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(dǎo)的澳大利亞研究小組已經(jīng)開發(fā)出一種具有高分辨率靈敏度的顯微鏡原型。該團(tuán)隊的研究結(jié)果現(xiàn)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)，例如磁場或電場附近的化學(xué)環(huán)境。
Aharonovich教授說，新方法的獨(dú)創(chuàng)性在于，團(tuán)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，稱為六方氮化硼(hBN)。這種由牢固結(jié)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(yīng)任意粗糙的表面，從而實現(xiàn)高分辨率靈敏度。這些特性使團(tuán)隊產(chǎn)生了使用量子活性hBN箔來執(zhí)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，它不僅可以在室溫下運(yùn)行并同時提供有關(guān)溫度、電場和磁場的信息，而且可以無縫集成到納米級設(shè)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。而未來的主要應(yīng)用包括可用于研究化學(xué)反應(yīng)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(nóng)業(yè)中的關(guān)鍵應(yīng)用。
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https://www.quantumchina.com/newsinfo/4602690.html?templateId=520429
德國實現(xiàn)世界上第一個帶有高電荷離子的光學(xué)原子鐘
光學(xué)原子鐘是有史以來最精確的測量儀器，并且正在成為基礎(chǔ)實驗和應(yīng)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(nèi)，首次實現(xiàn)了基于高電荷離子的光學(xué)原子鐘計時。這種類型的離子因其具有非凡的原子特性和對外部電磁場的低靈敏度而適合應(yīng)用于測量中。
為了實現(xiàn)利用高電荷離子在光學(xué)原子鐘中的應(yīng)用，PTB開發(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(yīng)于絕對零度以上百萬分之200開爾文的溫度。現(xiàn)在研究人員已經(jīng)成功實現(xiàn)了基于13倍帶電氬離子的光學(xué)原子鐘，并將其計數(shù)聲與PTB現(xiàn)有的鐿離子鐘進(jìn)行了比較。為此，他們必須對系統(tǒng)進(jìn)行非常詳細(xì)的分析，以了解例如高電荷離子的運(yùn)動和外部干擾場的影響。團(tuán)隊期望通過技術(shù)改進(jìn)進(jìn)一步減少不確定性，這將使實驗成果進(jìn)入最好的原子鐘范圍。
因此，研究人員為現(xiàn)有的光學(xué)原子鐘創(chuàng)建了一個基于單個鐿離子或中性鍶原子的附加系統(tǒng)。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(biāo)準(zhǔn)模型擴(kuò)展的原子系統(tǒng)。其他高電荷離子對精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)的變化和某些暗物質(zhì)特別敏感，這些物質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的模型中需要但不能用以前的方法檢測到。
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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(guī)臨床環(huán)境中使用磁共振成像(MRI)追蹤腫瘤細(xì)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(nèi)的跨學(xué)科研究團(tuán)隊正在努力推進(jìn)基于量子的超極化器的開發(fā)，以便將其部署到臨床應(yīng)用中。該機(jī)器旨在顯著改善代謝過程的MRI成像，例如允許更早、更準(zhǔn)確地評估腫瘤，以及改進(jìn)腫瘤治療的選擇和監(jiān)測。
在實驗過程中，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基于氫的特殊磁性狀態(tài)的中間步驟，稱為仲氫。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中的可見度。使用這種方法，研究人員超極化了對研究代謝過程很重要的分子。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線電波在磁場中超極化丙酮酸的碳原子。因此，來自丙酮酸的信號在MRI中得到增強(qiáng)，從而允許以時間分辨率可視化相應(yīng)的代謝過程。
項目合作伙伴已經(jīng)開發(fā)出超極化器的功能原型。在QuE-MRI項目中，醫(yī)學(xué)、物理、化學(xué)和工程領(lǐng)域的研究人員、醫(yī)生、工業(yè)合作伙伴和開發(fā)人員現(xiàn)正在密切合作以優(yōu)化這些原型，以便超極化器可以在臨床上大規(guī)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)。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4620362.html?templateId=520429
06
量子材料
Quantum Materials
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)用于開發(fā)混合材料的新量子相變
物理學(xué)家所說的相變正如水結(jié)冰的過程。日本大阪市立大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種前所未有的量子相變，在此過程中，晶體在保持晶體特性的同時實現(xiàn)了無定形特性。他們的發(fā)現(xiàn)有助于開發(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(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)，在結(jié)構(gòu)量子臨界點(diǎn)附近的化學(xué)成分處，AlO4網(wǎng)絡(luò)中形成了高度無序的原子排列，從而導(dǎo)致了結(jié)晶形成包含兩種特性和無定形的材料。Ba1-xSrxAl2O4是結(jié)晶固體，但研究人員發(fā)現(xiàn)在高于結(jié)構(gòu)量子臨界點(diǎn)的Sr濃度下，Ba1-xSrxAl2O4表現(xiàn)出無定形材料的熱特性，即與玻璃材料（例如二氧化硅）相當(dāng)?shù)牡蜔釋?dǎo)率。他們觀察到，由于非相干停止的聲學(xué)軟模式，部分原子結(jié)構(gòu)失去了周期性。結(jié)果，實現(xiàn)了玻璃狀A(yù)l-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(tuán)隊第一個發(fā)現(xiàn)的，只需將原材料均勻混合并加熱即可。
Ishii總結(jié)道：原則上，這項研究中揭示的現(xiàn)象可以發(fā)生在表現(xiàn)出聲學(xué)軟模式的材料中。將這種技術(shù)應(yīng)用于各種材料可能有助于我們創(chuàng)造出結(jié)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(dǎo)熱性。此外，晶體的高耐熱性可開發(fā)用于外太空等惡劣環(huán)境的絕緣材料。
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科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用于拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)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(xiàn)了一種新材料MnBi6Te10，可用于創(chuàng)建電子可以沿其移動的量子高速通道。這些電子通道可能有助于連接強(qiáng)大、節(jié)能的量子計算機(jī)的內(nèi)部組件。
當(dāng)電子穿過傳統(tǒng)的金屬線時，它們會因為產(chǎn)生熱量而損失少量能量，并且一些內(nèi)在特性會發(fā)生變化。因此，傳統(tǒng)金屬線不能用于連接以電子的量子特性編碼數(shù)據(jù)的量子計算機(jī)部分。研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了MnBi6Te10中的微妙鐵磁性，這有可能打開量子高速通道，讓電子在沒有耗散的情況下流動。團(tuán)隊認(rèn)為MnBi6Te10可以充當(dāng)磁性拓?fù)浣^緣體，擁有使電子在保持能量的同時圍繞其周邊穿梭的電子和量子特性。這是拓?fù)淞孔佑嬎銠C(jī)工程的一個重要里程碑。
PME研究人員獲得了由Zhiqiang Mao領(lǐng)導(dǎo)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(tuán)隊結(jié)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(zhǔn)確研究MnBi6Te10中的電子表現(xiàn)以及電子的運(yùn)動如何隨磁性狀態(tài)而變化。
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07
核心器件
Core Equipments
浙江大學(xué)開發(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(qiáng)大引擎。它們可以在具有極高控制精度的小型芯片上實現(xiàn)寬帶和穩(wěn)定的信號處理操作。目前，人們對提供功能可重構(gòu)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。為了實現(xiàn)具有大量調(diào)諧元件的大規(guī)?？删幊坦庾蛹呻娐罚魬?zhàn)降低硅光子波導(dǎo)的損耗并最大限度地減少由這些調(diào)諧元件的移相器的制造缺陷引起的隨機(jī)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(tuán)隊通過引入低損耗多模光子波導(dǎo)螺旋和低隨機(jī)相位誤差馬赫-曾德開關(guān)，提出了一種高性能可編程硅光子處理器。這些波導(dǎo)螺旋設(shè)計為寬達(dá)2μm，可實現(xiàn)0.28dB/cm的超低傳播損耗，遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)的硅波導(dǎo)(2-3dB/cm)。同時，裝置設(shè)計有2μm寬的臂波導(dǎo)，因此其中的隨機(jī)相位誤差可以忽略不計。在這種情況下，硅光子處理器校準(zhǔn)變得容易，而且功耗更低，可以大大減少相位誤差的補(bǔ)償。此外，每個通道都有一個Ge/Si光電探測器和光柵耦合器來檢測信號。
通過對該器件進(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(diào)諧時間延遲、微波光子波束形成、任意光信號濾波和任意波形生成。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614065.html?templateId=520429
硅光子微機(jī)電系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)突破
為了應(yīng)對不斷增長的數(shù)據(jù)速率，光纖通信系統(tǒng)使用許多專用波長的單獨(dú)通信信道，這種技術(shù)稱為波分復(fù)用。這些通道在通過光纖傳輸之前在多路復(fù)用器中組合。為了檢索數(shù)據(jù)，光譜在接收端被解復(fù)用。通常，此操作是使用光子集成電路(PIC)執(zhí)行的。PIC將光限制并引導(dǎo)到微型組件中，這些組件在多個波長通道中操縱信息，例如陣列波導(dǎo)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(tuán)隊通過物理移動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(fù)用操作的節(jié)能組件。環(huán)形諧振器的機(jī)械位移允許將波長通道提取到總線波導(dǎo)中，有效地充當(dāng)微機(jī)械操作的分插濾波器。靜電驅(qū)動機(jī)制建立在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)之上，這是一種廣泛應(yīng)用于消費(fèi)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(tuán)隊展示的新型硅光子MEMS大約小了3個數(shù)量級。環(huán)形諧振器的波導(dǎo)橫截面小于650nmx220nm，小于500nm的位移足以操作濾波器。與現(xiàn)有的MEMS產(chǎn)品相比，這種緊湊的占位面積允許快速運(yùn)行，并且靜電驅(qū)動機(jī)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，現(xiàn)在可以構(gòu)建由數(shù)千個組件組成的大規(guī)模光子集成電路，例如分插濾波器，提供一個缺失的平臺，可以使數(shù)據(jù)中心和光纖通信應(yīng)用更加節(jié)能。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4614059.html?templateId=520429
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基礎(chǔ)研究
Basic Research
中國科學(xué)家成功在強(qiáng)量子色動力學(xué)體系中直接測量質(zhì)子廣義極化率
量子色動力學(xué)是探索由膠子介導(dǎo)的夸克之間的強(qiáng)相互作用的研究領(lǐng)域。夸克是帶電荷的基本粒子，是復(fù)合粒子（如強(qiáng)子和質(zhì)子）的組成部分。而科研領(lǐng)域?qū)α孔由珓恿W(xué)體系中強(qiáng)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量傳遞的相互作用方面，可對核子廣義極化率進(jìn)行預(yù)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(jī)構(gòu)的研究人員在實驗環(huán)境中驗證了手性微擾理論的預(yù)測。他們發(fā)表在Nature Physics上的論文提供了在強(qiáng)量子色動力學(xué)體系中質(zhì)子的自旋結(jié)構(gòu)和廣義極化率的測量。
團(tuán)隊設(shè)計的實驗會導(dǎo)致光束在通過場到達(dá)目標(biāo)的途中發(fā)生很大的偏轉(zhuǎn)，從而需要大量的工程將光束傳送到目標(biāo)上，并需要多年的分析才能從目標(biāo)出現(xiàn)的散射電子中提取反應(yīng)截面。使用實驗收集的測量數(shù)據(jù)，研究人員能夠表征單個質(zhì)子的內(nèi)部自旋結(jié)構(gòu)，同時還提取了質(zhì)子的縱向-橫向自旋極化率、twist-3矩陣元素和極化率d2，這些都是通過手性微擾理論估計的關(guān)鍵參數(shù)。為了確定理論預(yù)測的有效性，團(tuán)隊將收集的研究結(jié)果通過實驗用于驗證手性微擾理論的預(yù)測，同時又可以提高現(xiàn)階段科學(xué)家對強(qiáng)量子色動力學(xué)機(jī)制的理解，包括質(zhì)子的自旋結(jié)構(gòu)和廣義自旋極化率。
來源：
https://www.quantumchina.com/newsinfo/4594436.html?templateId=520429
物理學(xué)家首次實驗觀察到兩種超流體在超冷原子云中的共存
目前的研究還無法通過實驗觀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兩種方式呈現(xiàn)在原子氣體中。由Markus Oberthaler教授領(lǐng)導(dǎo)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(xì)表征。
玻色-愛因斯坦凝聚態(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(dá)到。處于這種狀態(tài)的單個原子云集體表現(xiàn)為單一流體。這種量子流體作為超流體能夠無阻力地流動。根據(jù)Oberthaler教授的說法，近幾十年來，原子玻色-愛因斯坦凝聚體是由鈉和銣等非常不同類型的原子產(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(shù)也表現(xiàn)出有自旋并且像小磁鐵的內(nèi)部自由度。實驗小組使用銣原子的超冷云，將原子系統(tǒng)初始化為遠(yuǎn)離平衡狀態(tài)，并一直等到銣原子達(dá)到新的平衡狀態(tài)。為了創(chuàng)建和追蹤這種狀態(tài)，研究人員使用了專門為此開發(fā)的獨(dú)特檢測和擾動方法。他們觀察到，不僅運(yùn)動自由度變得超流體，而且自旋也變得超流體。因此，磁性量子流體可以以兩種方式變得極其流動。
這種新研究方法不僅使可以在實驗中表征冷凝物，而且還使業(yè)內(nèi)研究人員能夠更好地了解從非平衡狀態(tài)到新狀態(tài)的路徑。
