周报丨北京大学实现高维量子计算芯片；2022量子计算黑客松大赛开启

Original 光子盒研究院光子盒 2022-07-04

收录于合集 #量子周报 118个

光子盒研究院出品

北京大学实现高维量子计算芯片

北京大学物理学院现代光学研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室、纳光电子前沿科学中心、“极端光学创新研究团队”王剑威研究员和龚旗煌院士课题组与合作者实现了高维（quantum dit）量子计算芯片，在大规模集成硅基光量子芯片上实现了高维量子位初始化、操作和测量器件的单片集成，通过编程重构该量子处理器，运行了上百万次高保真度量子操作，执行了多种重要的高维量子傅立叶变换类算法，进而证明了高维量子计算具有比二进制量子比特（quantum bit）编码的量子计算更大的计算容量、更高的计算精度和更快的计算速度等显著优势，有望加速构建大尺度光量子计算机。

2022年3月4日，相关研究成果以“可编程高维量子处理器” (A programmable qudit-based quantum processor)为题，在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

详情：

https://www.phy.pku.edu.cn/info/1031/7304.htm

2022量子计算黑客松全国大赛正式开启

第四届·2022量子计算黑客松全国大赛由HiQ量子计算软件团队、上海大学、电子科技大学、南方科技大学、昇思MindSpore社区和华为云ModelArts平台联合举办。

大赛邀请量子计算的兴趣爱好者，基于HiQ量子计算云平台、开源量子计算框架MindQuantum和开源深度学习框架MindSpore，来完成黑客松赛题，并将赛题实现算法开放共享到ModelArts AI Gallery，推进量子计算基础与应用研究，实现技术创新。

对量子计算感兴趣，并且具备基本Python编程能力的所有开发者，均可报名参加。选手可自行组队，每队1~3人。

比赛奖品：

1.全方位深入学习最火热的AI开源框架MindSpore+量子计算开源框架MindQuantum

2.体验全新的HiQ量子计算云平台，无需下载任何软件，操作简单便捷

3.黑客松决赛大奖、鼓励奖、参与奖、推广奖等多重奖项可叠加

详情：

https://mp.weixin.qq.com/s/b-Wy6YqoioM9ia_gWfQXXQ

世界最大的石油生产公司与Pasqal合作为能源行业开发量子计算应用

法国中性原子量子技术公司Pasqal与世界最大的石油生产公司沙特阿美(ARAMCO)宣布签署谅解备忘录，就量子计算能力和能源领域的应用开展合作。

合作目标包括加速基于量子的机器学习模型的设计和开发，以及识别和推进沙特阿美价值链中该技术的其他用例。两家公司计划探索在沙特合作和培育量子信息科学生态系统的方法。量子计算可用于解决石油和天然气行业上游、中游和下游广泛的挑战，包括网络优化和管理、反应网络生成和炼油厂线性规划。此次合作还将探索量子计算和人工智能在这些领域的潜在应用。

详情：

https://pasqal.io/2022/03/09/pasqal-and-aramco-collaborate-to-develop-quantum-computing-applications-for-the-energy-industry/

德国拨款1.5亿欧元用于建造量子计算机

德国联邦教育和研究部宣布了3个量子计算资助项目，合计近1.5亿欧元。

分别是于利希研究中心(Forschungszentrum Jülich)领导的QSolid(固态量子计算机)项目：五年合计拨款7630万欧元，用于开发下一代超导量子处理器。

量子初创公司Q.ANT领导的PhoQuant项目：五年合计拨款5000万欧元，用于为光量子计算机芯片和其他量子计算机组件建立演示和测试设施。

弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(Fraunhofer IAF)领导的Spinning(基于金刚石的自旋光子量子计算机)项目：三年合计拨款1610万欧元，用于开发紧凑型可扩展的量子处理器——基于金刚石自旋量子比特。

详情：

https://sciencex.com/wire-news/408290216/qsolid-paving-the-way-for-the-first-german-quantum-computer.html

https://www.iaf.fraunhofer.de/en/media-library/press-releases/using-diamond-to-realize-hybrid-quantum-processor.html

https://thequantuminsider.com/2022/03/10/q-ant-led-consortium-lands-50-million-euros-in-funding/

量子加密通信技术首次应用于冬残奥会

北京冬残奥会期间，由国盾量子提供的量子加密技术，保障了冬残奥会对讲调度工作的通信安全，通过与中国电信集团合作，实现了运营商量子加密对讲技术的首次亮相。

早在2021年8月，中国电信和国盾量子就投入到冰雪盛会的加密融合通信保障备战工作中，成立了保障专项小组。中国电信通过将量子加密、专网通信、公网对讲等技术融合，打造了翼安巡防量子加密平台，全力支撑重保单位，顺利完成通信指挥、巡防视频、GIS调度、告警应急等通信保障工作。

详情：

https://mp.weixin.qq.com/s/wt77w6fs72xeh0-oJywHEg

美国空军研究实验室为量子计算提供3500万美元预算

3月10日，美国参议院多数党领袖Charles E. Schumer和参议员Kirsten Gillibrand宣布，他们已经在综合立法中为位于纽约州罗马的美国空军研究实验室获得了2.93248亿美元的联邦资金。其中包括：

2500万美元用于开发先进的量子光子系统，为量子超级计算机开发和制造芯片

1000万美元用于创新促进中心的“量子计算试验台”

20万美元用于在SkyDome测试无人驾驶航空系统(UAS)

详情：

https://www.wktv.com/news/focus-economy/rome-lab-gets-293-million-in-federal-funding-for-quantum-technology-development/article_05cde840-a0bb-11ec-aba7-dffd1e372a61.html

两家加拿大量子公司获得美国空军45万美元的资助

两家加拿大量子公司Ki3 Photonics和Quantum Bridge Technologies获得美国空军科学研究办公室 (AFOSR) 的资助，以开发和方法论研究用于生成大型团簇态的新技术。

纠缠粒子的生成、控制和分配是量子计算和量子通信的关键要素。因此，更好地了解如何创建和操纵大型团簇态，有助于实现可扩展的基于测量的量子计算机、量子中继器，甚至是基于量子现象的大型传感器网络等应用。

这个项目的目标将包括找到在使用各种源时减少生成团簇态的资源需求的方法，确定不同方法的优点和局限性，并确定在现实环境中稳定纠缠分配的途径。

详情：

http://ki3photonics.com/news/

DARPA宣布与雷神BBN公司和南加州大学签订量子计算基准项目合同

美国军事研究人员正在要求两个研究机构寻找新的方法来衡量下一代量子计算技术在军事应用中的长期效用。最近，美国国防高级研究计划局(DARPA)宣布与雷神BBN公司和南加州大学(USC)签订量子基准测试计划的合同。

DARPA要求雷神BBN和USC确定业界是否可以设计特定于应用和硬件无关的基准测试，以测试量子计算机的实用性和最佳应用，并估计量子计算操作所需的硬件资源。

雷神BBN于2022年2月24日获得了一份价值290万美元的合同，南加州大学于2022年2月23日在DARPA量子基准测试计划中获得了一份价值410万美元的合同。

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https://www.militaryaerospace.com/computers/article/14234944/quantum-computing-military-applications-test

美国公司向乌克兰捐赠后量子通信安全工具

美国网络安全公司Taj Quantum (TAJ) 宣布向乌克兰人民捐赠了他们的通信安全工具，以帮助乌克兰人民抗击俄罗斯。Taj Quantum的专有多维安全平台Project Autonomy利用后量子抗攻击技术、区块链和模糊网络。迄今为止，只有政府和军事网络安全组织能够使用这些尖端技术。Taj Quantum 的成立是为了将其面向所有人的多维安全平台商业化。

详情：

https://www.prnewswire.com/news-releases/breakthrough-phone-text--video-communications-security-tool-donated-to-the-people-of-ukraine-301496757.html

美国宇航局和德国航空航天中心联合开发量子计算机软件包

美国国家航空航天局(NASA)宣布与德国航空航天中心(DLR)达成协议，共同开发量子计算机的开源软件，以解决现实世界的航空航天应用。DLR和NASA今年早些时候宣布了这一合作伙伴关系。

自2016年以来，DLR和NASA一直在对量子计算进行联合研究。这种合作现在将得到加强。除其他事项外，还将进一步开发软件，以支持创建新的量子计算机算法。还关注用于计算过程中的编译和错误抑制的软件。

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https://www.militaryaerospace.com/commercial-aerospace/article/14235119/nasa-dlr-quantum-computing

投资300万欧元，丹麦财团PhotoQ将在4年内建造光量子计算机

丹麦新组建的PhotoQ财团的目标是在未来4年创建一台光子量子计算机。它将开发一个基于“与当前最好的量子处理器不同的技术”的新平台。目前即使是最大的超级计算机也难以处理计算和解决复杂问题所需的大量数据，例如先进的物流和医学的发展。量子计算机可能是解决方案。然而今天的量子计算机还远未充分发挥其潜力。

PhotoQ项目旨在将该技术带入一个新的方向，并为可扩展的光量子处理器铺平道路。该项目将描绘光子量子计算机如何在物流和制药行业产生影响。“PhotoQ确保了向量子计算机发展的创新飞跃，量子计算机可以解决经典计算机必须花费数年时间解决的计算问题——所谓的量子优势。”

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https://optics.org/news/13/3/17

南达科他矿业理工学院帮助开发量子材料

美国南达科他矿业理工学院纳米科学和纳米工程系的研究人员宣布，他们正在与阿肯色州-蒙大拿州领导的专注于开发量子材料的中心合作。矿业理工学院研究研究团队负责研究非线性光学，光与物质的相互作用。

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https://www.kotatv.com/2022/03/07/sd-mines-researchers-join-forces-help-develop-quantum-materials/

印度-芬兰成立量子计算虚拟网络中心

印度国务部长吉坦德拉·辛格(JitendraSingh)表示，印度和芬兰已经制定了建立印度-芬兰量子计算虚拟网络中心的详细计划。他说，印度已经确定了三个主要机构，即IIT Madras、IISER Pune和C-DAC Pune，将与芬兰对应机构合作建立虚拟网络中心。

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https://economictimes.indiatimes.com/news/india/india-finland-work-out-plan-to-set-up-virtual-network-centre-on-quantum-computing/articleshow/90108402.cms

巴基斯坦正在建立其第一个量子实验室

巴基斯坦UIT大学开发了首个RISC-V处理器，在发布会上，巴基斯坦总统Arif Alvi宣布，巴基斯坦现在正专注于建立其第一个量子实验室。

详情：

https://www.phoneworld.com.pk/pakistan-is-now-focusing-on-making-its-first-quantum-lab-dr-arif-alvi/

康奈尔大学量子科学研究获得1000万美元捐赠

康奈尔大学校友David W. Meehl为该校捐赠了1000万美元，用于支持量子科学研究。量子科学的进步将为社会带来广泛的好处，康奈尔的物理学家目前正在将多年研究量子现象积累的知识应用于新材料、传感器和通信网络的开发。

详情：

https://news.cornell.edu/stories/2022/03/10m-gift-boosts-quantum-science-cornell

亚马逊Braket宣布支持OpenQASM

OpenQASM是IBM的开源量子汇编语言。继去年AWS宣布加入IBM发起的OpenQASM技术指导委员会之后，本周，AWS宣布客户现在可以在亚马逊Braket上所有基于门的设备上运行OpenQASM程序。量子计算有多种相互竞争但通常互补的量子比特技术。客户可以从一系列开源最终用户库中进行选择，但都需要向量子处理器发送一组指令，即量子程序来执行。

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https://aws.amazon.com/cn/blogs/quantum-computing/amazon-braket-launches-openqasm-support/

Q-Ctrl：纠错技术将量子算法成功率提高9000倍

澳大利亚量子公司Q-CTRL宣布了硬件基准测试实验的结果，证明其自动纠错技术将量子计算算法在真实硬件上成功的可能性提高了9000倍，超过了Q-CTRL在去年11月报告的25倍。

Q-CTRL将于3月14日至18日在芝加哥举行的美国物理学会(APS)3月年会上公布这项实验背后的技术。量子计算研究人员和开发人员可以通过Q-CTRL的技术(包括该公司的旗舰产品Boulder Opal)获得硬件稳定、错误减少和自动化的底层软件工具。

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https://mp.weixin.qq.com/s/b0SnXCwX9E5qzGj3Qw529A

QuantWare预售25量子比特处理器

荷兰量子计算初创公司QuantWare致力于成为量子计算生态系统的芯片制造商，去年7月该公司推出了第一款对外销售的量子处理器——5量子比特的Soprano。现在，该公司宣布可以为该领域的研究人员和其他初创公司提供一个客户级25量子比特量子处理单元(QPU)——Contralto。客户下单后只需30天即可现货供应。一台具有25量子比特QPU的量子计算机不能完全跟上IBM、IonQ、Rigetti和其他公司目前提供的功能，但它也是QuantWare向系统集成商市场销售其设备的第一次尝试——尤其是这个市场的新参与者。

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https://www.quantware.eu/press/quantware-releases-25-qubit-contralto-qpu

法国量子计算初创公司Alice&Bob融资2700万欧元

法国量子计算初创公司Alice&Bob宣布完成2700万欧元的A轮融资，由Elaia、Bpifrance(通过其数字风险基金)和Supernova Invest领投，资金将用于在2023年推出首台容错“猫量子比特”计算机，并实现基于指数级量子计算即服务的商业模式。

Alice&Bob同时与巴黎高等师范学院物理实验室的Zaki Leghtas教授团队证明了猫量子比特可以抵抗“比特翻转”(量子计算的两种错误之一)几分钟，这是之前最先进水平的近10万倍。

详情：

https://thequantuminsider.com/2022/03/10/alice-bob-raises-27-million-euros-to-capitalize-on-scientific-advance/

德国北部海事集群强调量子计算机的巨大潜力

德国北部海事集群(MCN)于周五结束的一次会议上表明，量子计算机可用于规划航线、改进航线并将燃料消耗降至最低。

理论物理学家和数据科学家Sebastian Rubbert说，船队的路线规划随着港口数量的增加而急剧增加可能的路线数量。即使有60个港口，路线组合也比宇宙中的粒子有更多的可能性。因此传统计算机无法计算。

一台量子计算机可能只需要几千步而不是一百万步。基于改进的数据交换，油轮和散货船可以优化它们的速度，以避免在港口等待时间。节省 10% 到 12% 的燃料是非常现实的。几所大学和公司已经完成了在量子计算机上计算优化速度的第一个有希望的测试。

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https://hamburg-news.hamburg/en/innovation-science/quantum-computers-hold-huge-potential-shipping

Rigetti Computing收入同比增长48%

3月10日，混合量子-经典计算公司Rigetti Computing(纳斯达克：RGTI)公布了截至2021年12月31日(2021财年)的11个月的财务业绩。由于Rigetti公司已经将其财政年度结束时间从1月31日更改为12月31日，因此本财年只有11个月。

财报亮点如下：

● 2021财年的收入为820万美元，同比增长48%，2021财年的毛利为660万美元，同比增长62%；

● 在Rigetti量子云服务(QCS)上向亚马逊Braket的最终用户提供80量子比特Aspen-M系统的商业可用性；

● 与Ampere Computing、纳斯达克、德勤、DARPA和美国能源部等知名公共和私营部门参与者建立了新的合作关系，以推进具有强大用例潜力的关键量子计算应用；

● 宣布与微软合作，通过云向微软的Azure Quantum服务用户提供Rigetti量子计算机。

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https://investors.rigetti.com/news-releases/news-release-details/rigetti-computing-announces-financial-results-fiscal-year-2021

云安全联盟开启Y2Q倒计时

Y2Q(year to quantum)的概念，代表量子计算机可能破坏当今网络安全基础设施的年限。为了强调应对Y2Q的紧迫性，致力于确保安全云计算环境的全球领先组织云安全联盟(CSA)从今天开始倒计时直到2030年4月14日，这是CSA估计量子计算机将能够破坏当今网络安全基础设施的日期。

详情：

https://www.businesswire.com/news/home/20220309005135/en/Cloud-Security-Alliance-Sets-Countdown-Clock-to-Quantum

Quantum Machines的新型变频器简化了量子研究人员的射频工程任务

首个通用量子计算云基础设施的创建者Quantum Machines (QM)宣布推出该公司的一体化射频上/下变频模块：Octave。在OPX产品中添加 Octave 为量子控制创建了一个端到端的解决方案，可以根据用户的需求进行扩展。

Octave是一款紧凑、可机架安装的上变频和下变频模块，具有内置本地振荡器 (LO) 源。该系统消除了研究人员在实验室中花费时间进行配置和校准的需要，通过在几分之一秒内连续完成的自动自校准，确保系统能够在量子比特数量不断扩大时跟上用户的需求。将Octave与OPX集成后， Quantum Machine的量子编排平台 (QOP) 现在使研发团队能够执行高度复杂的算法，以大规模解决量子计算面临的最先进挑战，而无需复杂的工程。

详情：

https://www.everythingrf.com/news/details/14039-new-frequency-converter-from-quantum-machines-simplifies-rf-engineering-tasks-for-quantum-researchers

支持量子计算，半导体巨头推出新的硅光子平台

总部位于纽约的上市半导体制造商GlobalFoundries(格芯)推出了其下一代颠覆性硅光子平台GF Fotonix，并宣布了一波行业合作伙伴关系。该公司与包括博通、思科系统、Marvell和英伟达在内的公司，以及包括Ayar Labs、Lightmatter、PsiQuantum、Ranovus和Xanadu在内的领先光子技术开发商合作，为数据中心提供创新解决方案。其中，PsiQuantum和Xanadu正致力于开发光量子计算机。

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https://investableuniverse.com/2022/03/07/globalfoundries-collaborations-with-silicon-photonics-leaders/

QuintessenceLabs获得新一轮融资

QuintessenceLabs宣布，它最近在由雪佛龙科技风险投资公司牵头的一轮融资中筹集了额外资金。这项投资进一步证明了QuintessenceLabs致力于提供量子安全解决方案和服务以支持全球安全社区的承诺。这家总部位于堪培拉的公司将利用这笔资金为全球大型企业客户提供先进的量子增强网络安全解决方案。

此前，QuintessenceLabs获得了由Main Sequence Ventures和Telus Ventures领投的 2500 万澳元融资。

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https://www.helpnetsecurity.com/2022/03/09/quintessencelabs-capital/

OpenEye Scientific和Gaussian的合作扩展了量子化学计算

两家领先的计算化学软件公司 OpenEye Scientific 和 Gaussian 宣布，OpenEye 的 Orion ®分子设计平台现在支持 Gaussian 及其具有自动化科学工作流的电子结构建模软件，以促进更快速和全面的量子化学计算。

Orion ® Gaussian Module 将帮助使用电子结构建模软件的所有领域的研究人员扩展他们的量子化学工作，方法是将Gaussian的程序与 OpenEye 的Orion平台结合使用，OpenEye的Orion平台建立在AWS的高性能计算之上(HPC)基础设施。

详情：

https://www.prnewswire.com/news-releases/openeye-scientific-and-gaussian-collaboration-expands-quantum-chemistry-calculations-301496761.html

IQM任命Sierk Poetting为董事会主席

欧洲量子计算公司IQM宣布BioNTech SE公司的首席运营官Sierk Poetting博士已被任命为IQM的董事会主席，以加速业务增长并专注于其全球扩张和规模化生产。QM 前主席 Axel Thierauf 将在 IQM 担任新职务，领导最近成立的 IQM 量子委员会——汇集来自行业、公共治理和学术界的世界级领导者网络，以加速量子行业的增长和价值创造。

除此之外，IQM 任命 Pia-Johanna Lemmetty 为财务主管，进一步加强了其领导团队。Pia 拥有强大的战略和并购背景，将加强 IQM 的财务战略。

详情：

https://www.meetiqm.com/articles/press-releases/new-iqm-chairman/

Quantum Xchange任命新的首席收入和战略官

量子安全解决方案提供商Quantum Xchange宣布任命Vincent Berk博士为其首席收入和战略官，负责为公司制定增长计划。Berk曾在大型网络性能公司Riverbed Technologies担任首席技术官和首席安全架构师。

Quantum Xchange致力于抓住市场机遇，到2025年，量子安全市场(PQC、QKD、QRNG)预计将达到120亿美元。

详情：

https://www.prnewswire.com/news-releases/vince-berk-joins-quantum-xchange-as-chief-revenue-and-strategy-officer-301498805.html

国际空间站将进行量子通信技术演示

美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)表示，今年晚些时候发射到国际空间站的一项小型实验可能为未来的全球量子网络奠定基础。这项名为空间纠缠和退火量子实验(或SEAQUE)的技术演示将在恶劣的太空环境中测试两种通信技术。

SEAQUE着手证明技术的可行性，这些技术可以使轨道节点安全地连接远距离的量子发射器和接收器。要做到这一点，这些节点将需要产生并检测成对的纠缠光子。最终，将这种光子传输到地面上的量子计算机可以为量子云计算提供基础——无论计算机位于何处，都可以交换和处理量子数据。

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https://mp.weixin.qq.com/s/0YASZHMoekFYssQJ3abXuQ

中国科大展示量子热机优越性

中国科大中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石氮-空位色心体系构建的量子希拉德热机上实验展示了量子关联导致的量子优越性。

热机在人类社会发展进程和生活中发挥着重要的作用。如何提高热机效率一直是热力学的核心科学问题。本工作采取新的思路，专注研究量子关联在量子热机中的作用，发现一类称为“量子导引”的特殊量子关联在量子希拉德热机中起到重要作用。

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http://news.ustc.edu.cn/info/1055/78509.htm

中科大潘建伟团队提出容错全光量子中继器方案

2019年，中国科学技术大学潘建伟院士及其同事陈宇翱、徐飞虎等在国际上首次实验实现全光量子中继器的原理性验证，在原理上使得量子存储器不再是搭建量子中继器的必要条件，为实用化量子中继器的研究开辟了新途径。

在此基础上，潘建伟、陈宇翱等在最新一期国际光学权威期刊Optica上发表了《基于广义Shor码的容错全光量子中继器》(Loss-tolerant all-photonic quantum repeater with generalized Shor code)。潘建伟团队提出了一种新的容错方案，将广义Shor码应用于RGS，并用现有的技术进行了实验验证。在这项工作中，通过操纵一个十光子干涉仪，该团队制备了九量子比特Shor码，并研究了他们的APQR容错方案的可行性。这一成果向实用全光量子中继器迈出了重要的一步，丰富了量子纠错码的研究。

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https://www.nature.com/articles/s41566-019-0468-5

迈向量子算法的第一步：最小化量子系综的猜测

在通过量子信道发送经典信息之前，首先需要对其进行编码。这种编码是通过量子系综完成的。量子系综指的是一组量子态，每个量子态都有自己的概率。为了准确接收传输的信息，接收器必须反复“猜测”正在发送的信息的状态。这构成了一个被称为“猜测”(guesswork)的成本函数，猜测是指正确猜测状态所需的平均猜测次数。在经典系综中，猜测的概念已经被详细研究过，但对于量子系综来说，这个主题仍然是新的。最近，一个日本研究团队在有限的条件下得出了猜测问题的解析解。

虽然这些发现的后果可能不会立即显现，但在未来，它们肯定会对量子科学产生重大影响，例如用于药物开发的量子化学和用于量子计算的量子软件。

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https://phys.org/news/2022-03-quantum-algorithms-minimizing-guesswork-ensemble.html

物理学家通过磁场和量子干涉来控制化学反应

化学反应通常使用温度和化学催化剂来完成，或者最近使用外部场(电场、磁场或激光束)来完成。而麻省理工学院-哈佛超冷原子中心(CUA)的物理学家开发了一种控制化学反应结果的新方法。CUA的物理学家利用磁场的微小变化对化学反应过程中碰撞粒子的量子力学波函数进行了细微的改变。他们展示了这种技术如何将反应引导到不同的结果：增强或抑制反应。这只有通过在绝对零以上百万分之一度的超低温下工作才能实现，其中碰撞和化学反应以单量子态发生。他们的研究于3月4日发表在《科学》杂志上。

详情：

https://news.mit.edu/2022/physicists-steer-chemical-reactions-magnetic-fields-quantum-interference-0308

科学家发现可以制造量子比特的新材料

美国东北大学的研究人员发现，某类材料中的缺陷，特别是二维过渡金属二硫族化合物，包含有利于制造量子比特的原子特性。研究人员表示，过渡金属二硫族化合物具有多种多样的量子特性，这种独特材料在电子、光电、传感和储能应用领域，几乎具有无限的潜力。

详情：

https://news.northeastern.edu/2022/03/08/quantum-computing-qubits/

基于稀土的新材料可用于量子计算和量子通信

与光相互作用的能力为量子系统提供了重要的功能，例如远距离通信，这是未来量子计算机的关键能力。然而，很难找到一种能够充分利用光的量子特性的材料。

最近，一个欧洲研究团队展示了一种基于稀土的新材料作为光子量子系统的潜力。研究成果于2022年3月9日发表在《自然》杂志上，显示了铕(一种稀土金属)分子晶体在量子存储器和计算机方面的潜力。

铕分子晶体超窄的光学跃迁可实现与光的最佳相互作用。这些晶体是量子技术中已经使用的两个系统的组合产物：稀土离子(如铕)和分子系统。

铕分子晶体代表了一项重大进步，因为它们具有超窄的线宽。这转化为长寿命的量子态，用于证明光脉冲在这些分子晶体内的存储。此外，还获得了用于光控量子计算机的第一个构件。这种用于量子技术的新材料提供了前所未有的特性，并为光将发挥核心作用的计算机和量子存储器的新架构铺平了道路。

详情：

https://phys.org/news/2022-03-europium-platform-quantum.html

精密测量院制备二维无缺陷异核单原子量子计算阵列

中国科学院精密测量科学与技术创新研究院的詹明生研究员团队在国际上首次实现了任意几何结构二维双组分原子阵列的确定性制备。该成果2022年2月24日以“Defect-Free Arbitrary-Geometry Assembly of Mixed-Species Atom Arrays”为题发表于Physical Review Letters。双组分原子阵列是一种全新的多自由度可控的量子体系，结合该团队前期演示魔幻光阱、异核量子纠缠、长相干时间的异核量子比特、异核原子相干合成分子等工作，该团队已经成功创建了具有特色的双组分单原子平台。未来有望基于这些研究，在量子计算、量子模拟、量子精密测量、超冷分子与超冷化学等方向取得进一步突破。

详情：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.083202

新型贝尔态分析仪将使量子互联网更近一步

美国能源部橡树岭国家实验室和普渡大学的研究人员通过设计和演示首个用于频率bin编码的贝尔状态分析仪，向全量子互联网迈出了一大步。频率bin编码是一种量子通信方法，可以同时利用两种不同频率的单光子。

测量贝尔态对于执行量子通信和在量子网络中分配纠缠所必需的许多协议至关重要。实现隐形传态和纠缠交换需要贝尔状态分析仪。隐形传态是将信息从一方发送到另一方的行为，跨越一段很长的物理距离，纠缠交换是纠缠之前未纠缠的量子比特对的能力。

详情：

https://phys.org/news/2022-03-giant-quantum-internet-bell-state.html

新的量子技术首次展示了能够探测超轻暗物质的能力

以色列特拉维夫大学研究人员开发了独特的创新量子技术，能够接收关于“怀疑”是超轻质量暗物质的不可见理论粒子的更准确信息。

许多不同的理论粒子被提出作为暗物质的良好候选，包括类轴子粒子。为了发现这些粒子，研究人员设计并建造了一种独特的探测器，其中使用压缩的极化氙气来发现微小的磁场。令人惊讶的是，事实证明，扮演暗物质作用的类轴子粒子会影响极化的氙粒子，就好像它被放置在可以测量的弱异常磁场中一样。研究人员首次使用的创新技术使他们能够探索新的暗物质质量范围，将以前的技术改进了三个数量级。

详情：

https://www.eurekalert.org/news-releases/945590

物理学家发现模拟非线性量子电动力学的方法

普渡大学与新南威尔士大学的研究人员合作，应用量子场论非微扰方法用于描述高能粒子，并将其扩展到分析所谓狄拉克材料的行为。他们利用这一扩展获得了超越已知高能结果和凝聚态物质与材料物理学一般框架的结果。

详情：

https://phys.org/news/2022-03-physicists-method-emulating-nonlinear-quantum.html

科学家首次在多晶体中证明Wannier-Stark局域化效应

来自马克斯普朗克聚合物研究所、帕德博恩大学和康斯坦茨大学的科学家成功地实现了罕见的量子态。首次在多晶物质中证明Wannier-Stark局域化效应。这种效应在80年前就被预测，但直到最近才在单晶中得到证实。到目前为止，研究人员认为这种局域化只有在这种生产起来非常复杂的单晶物质中才有可能。这些新发现是物理学领域的突破，并可能在未来产生新的光学调制器，例如，可用于基于光的信息技术等。

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https://scitechdaily.com/stronger-and-faster-than-lightning-scientists-achieve-rare-quantum-state-in-polycrystals/

科学家提出了全息原理的量子引力简化模型

由瑞典查尔姆斯理工大学和美国麻省理工学院的研究人员在《自然通讯》上发表的一篇新文章为理解量子引力的重要挑战提供了新的视角。

研究人员在一个称为全息原理的量子引力简化模型中展示了引力是如何从一个特殊的量子力学系统中产生的。这项新工作还可能会对这些微观量子力学涟漪的产生方式和原因，以及爱因斯坦的引力理论和量子力学之间的关系产生新的见解，这是科学家们几十年来一直未能解决的问题。

详情：

https://phys.org/news/2022-03-mathematical-discovery-quantum-gravity.html

新研究发现量子引力不同方法之间的联系

国际理论科学中心(ICTS)和Perimeter理论物理研究所(PI)的研究人员进行的一项新研究发现了两种量子引力方法的统一线索。

找到一种将量子力学和引力效应结合起来的量子引力理论，是理论物理学中尚未解决的重大问题之一。Wheeler-DeWitt(WDW)方程与从弦理论中产生的所谓全息原理，这两种量子引力的方法通常被认为是不同的。

新的研究表明，WDW方程是全息原理的一个版本。任何量子引力理论，不仅仅是弦理论，在低能下都必须服从WDW方程；因此，所有有效的量子引力理论都必须是全息的。

详情：

https://www.eurekalert.org/news-releases/945876

拥有plasmon能级和fluxon态的超导量子比特

近日，奥地利科学技术研究所的研究人员对另一个参数区间进行了研究，即EJ远大于EC和EL，称作并联电感的transmon（inductively shunted transmon, IST）。其物理实现是约瑟夫森结并联一个大电容和一个大电感线圈。与transmon相比，IST的能级、非谐和跃迁矩阵元都很相似，但所有能级对电荷噪声都不敏感，可以使用多个能级做高维量子计算。此外，IST比transmon更不容易往相邻的势阱泄漏，从而能量弛豫时间T1更长并可做高功率读取。在实验中，最低温下几小时的时间范围内没有观察到隧穿到相邻势阱的行为，扫能谱的时候则通过提高温度来实现该隧穿，得到周期性的谱线。IST比特实现了在整个0-0.5个磁通量子的范围内比特频率变化很小，T1都有15.8微秒，T2都有13.6微秒。

该工作通过并联大电感，实现了一种对磁通不敏感但频率可以微调的transmon，因高能级不容易泄漏还可以当做qudit使用，为超导量子比特的设计提供了一种新的思路。

详情：

https://mp.weixin.qq.com/s/eB9UNygLTEUju4iuHM0UCw

—End—

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