2022年1月國內外量子科技進展
【編者按】
宏偉的大廈總是由許多大大小小的基石和支柱構成。在量子互聯的大廈藍圖中，前沿科技仍在不斷地打造更好的基石，從理論到實驗，從高精裝置到集成器件，從密鑰分發網到量子計算網……感謝您對科大國盾量子技術股份有限公司和量子信息技術的關注，我們盡力檢索了國內外主流網站和期刊，摘錄出領域關聯度和重要度較高的部分科技產業動態和前沿研究成果，供讀者快速了解。
一、本期頭條
【中國科學家首次觀測到費米超流中的熵波臨界發散】
中國科大潘建偉、姚星燦、陳宇翱等與澳大利亞科學家胡輝合作，首次在處于強相互作用（幺正）極限下的費米超流體中觀測到了熵波衰減的臨界發散行為，揭示了該體系存在著一個可觀的相變臨界區，并獲得了熱導率與粘滯系數等重要的輸運系數。該項工作為理解強相互作用費米體系的量子輸運現象提供了重要的實驗信息，是利用量子模擬解決重要物理問題的一個范例。2月4日，該成果以長文（research article）的形式發表于《Science》。
原文鏈接：
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abi4480
【中國科大首次實驗排除實數形式的標準量子力學】
中國科大潘建偉、陸朝陽、朱曉波等和西班牙塞維利亞大學Adán Cabello教授合作，首次實驗排除實數形式的標準量子力學。研究人員利用超高精度超導量子線路實現確定性糾纏交換，以超過43個標準差的實驗精度證明了實數無法完整描述標準量子力學，確立了復數的客觀實在性。
相關研究成果近日以“編輯推薦”的形式發表在《Physical Review Letters》上。美國物理學會Physics網站和《Nature》雜志分別邀請國際專家撰寫了相關Viewpoint和News & Views評論文章。
原文鏈接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.040403
二、政策和戰略
——國 內——
【國務院：計劃到2035年建成以量子計量為核心的國家現代先進測量體系】
1月28日，國務院印發《計量發展規劃（2021—2035年）》，提出加強量子計量等關鍵技術研究，實施“量子度量衡”計劃，推動量子芯片等新技術在計量儀器設備中的應用，加快量子傳感器的研制和應用，計劃到2035年建成以量子計量為核心、科技水平一流、符合時代發展需求和國際化發展潮流的國家現代先進測量體系。（來源：中國政府網）
原文鏈接：
http://www.gov.cn/zhengce/content/2022-01/28/content_5670947.htm
【安徽加快量子科技發展，投入20.2億元助力量子領域理論研究和前沿攻關】
1月4日，《安徽省實施長三角一體化發展規劃“十四五”行動方案》發布，提出推進“量子中心”建設，加快布局“量子科技”等未來產業，推進量子計算機研發等。
1月11日，安徽省科技廳廳長羅平在安徽省政府新聞辦召開的新聞發布會上表示，安徽省新設立實施量子信息技術領域省科技重大專項，省市共計投入20.2億元開展量子領域理論研究和前沿攻關，啟動建設新一代“合肥量子城域網”、合肥量子計算產業園。2021年安徽量子科技攻堅突破成效明顯：“九章二號”、“祖沖之二號”量子計算原型機問世。（來源：安徽省發改委、安徽省政府新聞辦、中國新聞網）
原文鏈接：
http://fzggw.ah.gov.cn/jgsz/jgcs/zsjqyythfzc/ghzc/146380461.html
http://fbh.anhuinews.com/fbh/202201/t20220111_5747334.html
https://www.chinanews.com.cn/sh/2022/01-11/9649767.shtml
【河南重點培育量子信息等未來產業，探索發展量子信息產業成主要任務】
1月21日，河南省人民政府辦公廳發布《河南省加快未來產業謀篇布局行動方案》，提到要重點培育量子信息等未來產業，初步建成量子信息等國家級先進制造業集群。在主要任務中，探索發展量子信息產業是其中之一，具體包括：集中突破量子通信、量子計算、量子精密測量方向核心器件和裝置制備關鍵技術，在鄭州建設星地一體量子通信網絡樞紐與調度中心，建設國家廣域量子保密通信骨干網絡河南段及鄭州量子通信城域網等。（來源：河南省人民政府）
原文鏈接：
https://app.henan.gov.cn/mobile/571391
【重慶聯合四川協同建設“成渝干線”】
12月底，中共重慶市委、中共四川省委、重慶市人民政府、四川省人民政府聯合印發《重慶四川兩省市貫徹落實〈成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要〉聯合實施方案》，提出共建區域性國際數據中心、國家量子通信網絡“成渝干線”。要實施成渝科技創新合作計劃，圍繞新一代信息技術、量子科技等領域，聯合開展關鍵核心技術攻關。（來源：四川省人民政府、四川日報）
原文鏈接：
https://www.sc.gov.cn/10462/12771/2021/12/30/653c478fec1240b7b4269356d261d560.shtml
https://epaper.scdaily.cn/shtml/scrb/20211231/267261.shtml
——國 際——
【法國投資1.7億歐元啟動國家量子計算平臺】
1月4日，法國宣布啟動“國家量子計算平臺”。其初始投資為7000萬歐元，總目標為1.7億歐元，將創建經典系統和量子計算機互連的混合計算平臺。這些資源將會提供給匯集了實驗室、初創企業和制造商的國際量子社區，旨在幫助生態參與者獲得量子計算能力，以便他們能夠發現、開發和測試新的用例。（來源：法國政府網）
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【芬蘭啟動量子技術工業項目，加速量子技術進步】
1月17日，芬蘭國家技術中心VTT宣布，量子技術工業(QuTI)項目啟動，以加快芬蘭量子技術的進步。QuTI項目由VTT協調，將在量子計算、通信和傳感設備等方向開發新的組件、制造和測試解決方案以及算法，以滿足量子技術的需求。QuTI聯盟由12個合作伙伴組成，部分由芬蘭商業部出資，總預算約為1000萬歐元。（來源：VTT網站）
原文鏈接：
【日本將修改其國家量子技術戰略，加大量子技術推進力度】
1月25日消息，隨著中美在掌握下一代技術方面不斷取得進展，日本將修改其國家量子技術戰略，旨在實現該領域的自給自足。
目前的戰略側重于大學等機構的基礎研究，現在將通過支持初創公司等措施培育產業。專家小組開始規劃制定修改方案，日本政府計劃在6月之前批準這些修改方案。（來源：日經亞洲網）
原文鏈接：
【印度陸軍建立了第一個量子實驗室】
12月底，在印度國家安全委員會秘書處(NSCS)的支持下，印度陸軍在軍事電信工程學院(MCTE)建立了量子實驗室，以在這一關鍵發展領域進行研究和培訓。實驗室將重點推動的領域是量子密鑰分發、量子通信、量子計算和后量子密碼技術研究。（來源：印度國防部）
原文鏈接：
https://pib.gov.in/PressReleasePage.aspx?PRID=1786012
【德國投資公司設立1億歐元的量子技術基金】
1月20日消息，德國投資公司CM-Equity和Quantum Business Network宣布合作成立新的深度科技風險投資基金——Black Quant Fund，主要投資于歐洲的量子技術初創公司，以加速技術進步和商業化。據報道，Black Quant Fund資金規模達1億歐元。（來源：TQI網站)
原文鏈接：
【西班牙啟動第一個國家和商業層面重大量子計算項目】
1月11日消息，西班牙啟動了第一個國家和商業層面的重大量子計算項目CUCO，該項目由西班牙國家工業技術開發署(CDTI)資助，并由科學和創新部根據復蘇和轉型計劃提供支持。目前，已經有七家公司、五個研究中心和瓦倫西亞理工大學聯合加入了CUCO項目，共同致力于將量子計算技術賦能于西班牙的經濟戰略行業：能源、金融、太空、國防和物流。（來源：HPC Wire網站）
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三、產業進展
——國 內——
【《量子安全技術白皮書（2022年1月修訂版）》發布】
2020年12月，中國信息協會量子信息分會發布《2020量子安全技術白皮書》，對國內外聚焦的量子技術進行了總結和展望。近年來，隨著技術和產業的突飛猛進，量子信息技術得到了飛速的發展，信息協會對相關內容進行持續的更新，于1月31日發布《量子安全技術白皮書（2022年1月修訂版）》，對量子計算、量子密碼等量子安全技術的應用、發展和挑戰進行分析，為各領域的專家學者以及社會關切提供溝通交流的有益參考。（來源：中國信息協會量子信息分會官微）
原文鏈接：
https://mp.weixin.qq.com/s/5pQkZpchvAhwrVKWtP-KrQ
【濟南市電子政務外網認證系統量子通信應用平臺投入使用】
1月13日消息，濟南市電子政務外網認證系統量子通信應用平臺近期已投入使用，并通過了國家信息中心（國家電子政務外網管理中心）成果驗證，首次實現了國家、省、市、區、街道五級電子政務外網節點與量子通信網絡節點跨網對接，以及量子通信技術在電子政務外網認證體系中的應用，具有重要的示范推廣價值。（來源：濟南市大數據局）
原文鏈接：
http://jndsj.jinan.gov.cn/art/2022/1/13/art_38854_4885808.html
【武漢量子技術研究院落戶武漢光谷】
1月25日，武漢量子技術研究院簽約落戶光谷。該研究院由武漢大學、中科院精密測量院、華中科技大學共同組建，將圍繞量子感知、量子芯片、量子計算、量子材料、量子通信五個大方向推進技術攻關和產業落地。該研究院將分期建設，預計總投資3億元，力爭經過3到5年建設，成為國內一流的量子核心關鍵技術研發基地、產品開發基地、技術應用示范與企業孵化基地、基礎理論研究基地、高端人才培養基地。（來源：湖北日報）
原文鏈接：
https://epaper.hubeidaily.net/pc/content/202201/26/content_151795.html
【量子通信企業易科騰完成A輪融資】
12月30日，量子通信企業易科騰對外宣布，完成A輪融資。本輪融資由中信創投領投，元禾原點、深圳九畹科技、杭州翱鵬、凱璞庭資本、熱金資本等參投。融資將用于易科騰量子保密通信技術的研發及量子安全賦能各行業應用的探索，規?；茝V“量子安全+”各行業應用。（來源：中新網江蘇、易科騰網站）
原文鏈接：
http://www.js.chinanews.com.cn/news/2022/0101/208531.html
https://e-quantum.com.cn/Index/show/catid/25/id/184.html
【量子+綜治5G應急指揮調度解決方案出爐，筑牢智慧監獄安全屏障】
12月底，由中國電信安徽公司、安徽省監獄管理局聯合打造的“量子+綜治5G應急指揮調度”解決方案，榮獲工信部主辦的第四屆“綻放杯”5G應用征集大賽全國總決賽一等獎。該解決方案分為5G網絡、量子密碼服務平臺和應急指揮調度應用三個部分，賦能監獄移動通信管理、人員管理、周界管理、外出管理四大典型場景，大幅提升了監獄的數字化、智能化水平，構筑了堅實的安全屏障。（來源：新華網）
原文鏈接：
http://www.news.cn/info/20211231/7146c000e97443439214eca61f4116ba/c.html
——國 際——
【IDQ成立量子通信能力中心，助力歐洲量子技術發展】
2月3日，瑞士量子網絡安全解決方案公司ID Quantique（下稱IDQ）宣布在奧利地成立一家名為ID Quantique Europe的量子通信能力中心。這將使IDQ能夠進一步為歐洲提供量子技術和商業支持，以確保歐洲的量子技術主權。IDQ Europe的目標是逐步建立覆蓋整個價值鏈的歐洲能力中心，從研發、產品設計、制造到認證活動、客戶服務，并實現對整個歐洲的支持，為加強歐盟的量子技術競爭力做出貢獻。（來源：IDQ網站）
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【韓國量子工業中心建立】
1月26日，韓國科學與信息通信技術部(MSIT)在板橋舉行了“韓國量子工業中心(K-QIC)”的開幕式。K-QIC的建立是為了培養量子技術。該中心還分享了商業化努力和技術發展的成果，并支持各行業之間的合作。三星電子、LG電子、KT、SKT和LGU+等參會。
MSIT今年將把量子技術的預算增加一倍，以培養人力，利用該技術建立商業模式，并開發核心的量子技術。此外，還將編制由韓國科學技術信息研究所(KISTI)和美國阿貢國家實驗室簽署的意向書的后續措施。（來源：MSIT網站）
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【AUCloud加入Arqit聯邦量子系統項目】
1月18日，澳大利亞基礎設施及服務(IaaS)供應商AUCloud宣布加入量子加密公司Arqit領導的衛星量子保密通信項目“聯邦量子系統”（FQS）。AUCloud作為本地服務提供商，與澳大利亞政府、國防、關鍵國家工業(CNI)等部門合作并提供高度安全的主權云訪問。Arqit與AUCloud的合作將為澳大利亞國防、政府、關鍵國家基礎設施（CNI）和企業部門的客戶提供即時能力，包括金融服務。
此前，Arqit已與澳大利亞智能衛星研究中心（SmartSat CRC）簽訂合同，向澳大利亞交付與FQS項目相關的第一階段工作。（來源：Arqit網站）
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【以色列量子公司為國防部提供解決方案，與英偉達網絡產品套件集成】
1月4日消息，以色列量子密鑰分發(QKD)公司QuantLR Ltd將與安全公司HUB Security合作，為以色列國防部提供一個新的量子安全解決方案，以保護云環境中的敏感信息。
1月18日，QuantLR Ltd宣布，已經將自身技術與英偉達的網絡產品套件集成，這為建立量子安全數據中心鋪平了道路。QuantLR-英偉達項目是由以色列創新局(IIA)和國防部資助聯合體的一部分，也是在“以色列量子倡議”戰略的支持下執行。QuantLR的QKD系統將連接并傳輸加密密鑰到兩個英偉達ConnectX-6網卡上。（來源：美通社、israel Hayom網站）
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【量子密鑰分發技術企業Quantum Xchange與Spire Solutions合作】
1月12日消息，美國量子密鑰分發技術企業Quantum Xchange（QXC）與Spire Solutions建立了戰略合作伙伴關系，Spire Solutions是一家主要為中東和非洲提供服務的網絡安全解決方案提供商。合作中，Spire的客戶將能夠使用QXC提供的密鑰交付系統，進一步提高系統的安全性。同時，得益于Spire已在超15個國家/地區推出新網絡安全解決方案的資深經驗，也將擴大QXC的全球知名度和影響力。（來源：Quantum Xchange網站）
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【Quantinuum H1-2量子計算機首次測得2048量子體積】
12月底，Quantinuum(霍尼韋爾量子計算部門與劍橋量子合并后的公司)發布了第二代H1量子計算機——H1-2。H1-2使用了與霍尼韋爾H1-1相同的離子阱架構、控制系統設計、集成光學器件和光子學。目前，H1-2測得的量子體積為2048，成為有史以來在量子計算機上測得的最高量子體積。（來源：Quantinuum網站）
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【俄羅斯開發了離子阱量子計算原型機】
據俄媒12月底消息，俄羅斯國有企業俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)宣布，來自俄羅斯量子中心和俄羅斯科學院P.N. Lebedev物理研究所的科學家開發了一臺離子阱量子計算原型機。這臺原型機是Rosatom實施的量子計算路線圖的一部分。到2024年底，Rosatom計劃將在此基礎上建造一臺具有云接入功能的通用量子計算機。（來源：Inter Fax網站）
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https://interfax.com/newsroom/top-stories/73493/
四、科技前沿
——國 內——
【830km光纖雙場量子密鑰分發】
中國科大、上海大學、俄羅斯Scontel公司等的研究人員實現了830km光纖的雙場QKD實驗。該實驗基于相位偏差敏感的光學鎖相環、快速負反饋調相、探測窗口過濾等調控手段實現了超低的遠程傳輸噪聲，結合高速窄脈沖光源（發光頻率4GHz）、超導探測器（暗計數0.13Hz）、超低損低色散光纖（G.654，衰減0.158dB/km，色散20 ps/nm km），實現了830km條件下量子比特誤碼率約3.79%、成碼率0.014bps。該成果1月17日發表于《Nature Photonics》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00928-2
【室溫片上單光子源】
成都電子科技大學、南京航空航天大學和南丹麥大學的研究人員以微納金剛石NV色心為量子發射源（QE）在室溫條件實現了軌道角動量（OAM）編碼單光子源。QE自主觸發的自旋、軌道角動量疊加態，通過與螺旋光柵的（QE激發）表面等離子極化耦合，實現了出射方向分離（自旋相關）的OAM編碼單光子。表征單光子性的二階關聯參數g?2?（0）≈0.22。該成果1月12日發表于《Science Advances》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1126/sciadv.abk3075
【偏振相關損耗條件的安全QKD】
廣西大學、國科量子網絡公司的研究人員對QKD器件（硅光調制元件、光纖）的偏振相關損耗（PDL）進行了測試，指出量子態制備過程中的PDL可能較大，若沒有正確處理將導致安全密鑰率高估。研究人員同時提出了考慮PDL的成碼率修正公式，該修正公式比標準GLLP公式能夠更好地適應PDL，在百公里標準光纖上依然能夠實現實用的QKD性能。該成果1月24日發表于《Physics Review A》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.012421
——國 際——
【碳化硅量子自旋——5秒相干時長及一次性讀出】
美國芝加哥大學、阿貢國家實驗室、日本國家量子科技研究院、瑞典林雪平大學的研究人員首次在碳化硅平臺上實現了缺陷型量子自旋的一次性讀出，基于自旋選擇性光學激發方案實現的自旋向健壯電荷轉化（該方案之前僅在金剛石瑕點中實現），保障了狀態測量的有效性，讀出保真度達80%且無需前/后選擇方案。在該測量能力的支撐下，研究人員測量得到了長達5秒的自旋退相干時間（在退耦合脈沖序列調制下實現）。碳化硅是具有芯片化基礎的平臺，因而該方案具有CMOS工藝兼容、光電混合集成、電子學方案讀出等潛質。該成果2月2日發表于《Science Advances》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1126/sciadv.abm5912
【“量子圖案”安全通信】
英國約克大學的研究人員提出了一種“啟發”式的量子安全通信方案，其核心原理是通過增加調制模式/編碼復雜性來提高量子通信在集體攻擊下的安全性（增加調制模式會增加系統復雜性，通常并不采用）。研究人員以CV-QKD為基礎設計了安全通信方案，分析了該策略對近場竊聽的影響和量化的安全效率等。該成果1月19日發表于《Physics Review X: Quantum》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010311
【簡單的多用戶雙場QKD網絡】
加拿大多倫多大學的研究人員提出了一種適合組網的雙場QKD光路方案。雙場方案通常要求相隔遙遠的兩個光源相位鎖定，其硬件拓撲結構在本質上相當于“巨型”的MZI干涉儀；由于保持遠距離傳輸的相位穩定相當困難，這種結構并不適合多用戶組網。新的雙場QKD光路方案采用了Sagnac干涉環自穩定的原理，便于多用戶配對構成雙場QKD光路，也可以適應不同的臂長減差。研究人員基于該方案也實現了光路總衰減58dB、衰減差15dB的原理驗證實驗。成果1月21日以編輯推薦形式發表于《Physics Review Applied》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.17.014025
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