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2022年4月国内外量子科技进展
发布时间:2022-05-06 09:18:43 点击浏览:

20224月国内外量子科技进展


【编者按】

宏伟的大厦总是由许多大大小小的基石和支柱构成。在量子互联的大厦蓝图中,前沿科技仍在不断地打造更好的基石,从理论到实验,从高精装置到集成器件,从密钥分发网到量子计算网……感谢您对科大国盾量子技术股份有限公司量子信息技术的关注,我们尽力检索了国内外主流网站和期刊,摘录出领域关联度和重要度较高的部分科技产业动态和前沿研究成果,供读者快速了解。


一、本期头条


【亚运会将在保电、综合数据管控平台等场景运用量子加密技术】

420日,杭州市科技局官网显示,亚运会量子安全综合数据管控平台等入选杭州2022年第19届亚运会智能应用项目。该项目将依托量子技术,围绕量子通信(视频会议)等应用场景,推进智能亚运的落地实施,项目单位为神州量通、信通数智量子、国盾量子。

此前47日,国网杭州供电公司在亚运会特级保电场馆的奥体博览城主体育场配电室机房内,将配电网运行数据通过量子加密后成功上送至亚运保电系统,这也是国内大型国际体育赛事保电首次应用量子技术。(来源:杭州市科技局、杭州网)


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二、政策和战略


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【广东出台多项政策聚焦量子科技等领域】

广东省科技厅近期公布了其牵头起草的《广东省基础与应用基础研究十年“卓粤”计划(公开征求意见稿)》,提出围绕量子科技、脑科学与类脑等13个重点领域中的核心科学问题开展研究;围绕量子科学、类脑智能等领域实施战略项目,每个项目支持2亿元/年;支持粤港澳大湾区量子科学中心建设。

48日,广州市人民政府办公厅印发《广州市战略性新兴产业发展十四五规划》,提出瞄准量子科技等一批面向未来的前沿产业集中突破,把广州打造成为全球重要的未来产业策源地。具体包括,谋划建设量子互联网和量子通信产业园,推动量子科技向商用、民用领域普及应用,努力打造贯穿量子信息上中下游的全产业链条等。

48日,深圳市人民政府发布《关于加快培育壮大市场主体的实施意见》,提出聚焦量子科技等战略性新兴产业发展方向,精确锁定具有硬核科技、爆发式成长潜力的企业,建立独角兽企业培育库。(来源:广东省科学技术厅、广州市人民政府、深圳市人民政府)


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【量子科技长三角产业创新中心项目开工建设】

419日消息,江苏省重大项目——长三角国际研发社区启动区二期(量子科技长三角产业创新中心项目)在苏州市相城区正式开工建设。该项目计划总投资近20亿元,预计于2024年整体竣工。建成后,该项目将打造成为量子科技长三角产业创新中心,开展量子科技研究,实现量子科技成果转化。(来源:人民网-江苏频道)


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【成都前瞻布局量子科技等赛道,多举措发展量子通信产业】

4月,成都市发改委出台《成都市十四五数字经济发展规划》,提出聚焦把握数字产业未来感,前瞻布局量子科技、6G通信等六大数字经济未来赛道;建设量子信息技术国家实验室四川分中心等国家级创新平台;加快接入国家量子保密通信骨干网,开通国家广域量子保密通信骨干网成渝干线,开展量子通信应用试点;重点发展量子通信应用方案、量子计算软件系统、量子信息材料等;大力发展基于量子保密技术的 IDC、量子交换机、网络传输系统集成等产品服务,积极参与国家量子通信技术标准的研制,以超级应用为带动融入量子通信产业链高端。(来源:成都市人民政府)


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【台湾南部将建设先进量子技术与绿色能源研究中心】

3月底消息,蔡英文宣布正在推动中国台湾南部的研究能力和产业转型,努力建设量子技术和绿色能源研究中心。关于环境变化、量子技术等关键领域的台湾顶级研究团队预计将在2026年中央研究院南校区完工后完成搬迁。(来源:OpenGov Asia网站)


原文链接:


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【荷兰投资11亿欧元建立光子集成电路生态系统】

414日消息,由光子芯片技术组织组成的跨境生态联盟PhotonDelta获得六年期共计11亿欧元的公共和私人投资,该投资包括通过国家增长基金(Nationaal Groeifonds)获得的4.7亿欧元。这将使PhotonDelta及其合作伙伴能够进一步投资光子初创公司和扩大规模、扩大生产和研究设施、吸引和培训人才、推动应用并开发世界一流的设计库。PhotonDelta目前由26家公司、11家技术合作伙伴和12个研发合作伙伴组成,相关负责人表示光子技术的发展将为包括量子计算在内的大量新应用打开大门。(来源:PhotonDelta网站)


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【美国多项拨款支持量子计算技术研发】

415日消息,美国国会议员Elise Stefanik宣布为纽约州罗马空军研究实验室拨款2500万美元,用于制造和测试光量子计算技术。

46日消息,美国参议院多数党领袖Charles Schumer争取了2500万美元的资金,以支持芯片代工厂GlobalFoundries和量子计算公司PsiQuantum开发下一代光量子计算机。

3月底消息,纽约大学一科研团队获得美国国防部多学科大学研究计划(MURI)的750万美元研究奖金,用于开发改进量子计算的方法,以提高半导体和超导体的性能。(来源:Stefanik议员网站、《时代联合报》、EurekAlert网站)


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【美国和芬兰、瑞典分别签署关于量子信息科技合作的联合声明】

4月初,美国和芬兰、瑞典分别签署了《量子信息科学技术(QIST)合作联合声明》,强调加强该领域合作的意愿。上述国家将利用各自在QIST中的优势,开展创新研究,建立发展全球市场和供应链,并培养未来一代的技能和潜在人才。(来源:美国国家量子协调办公室)


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【印度推进与美欧国家在量子科技领域的合作】

422日消息,印度国防部长发表讲话时表示,印度和美国已决定推进通信、人工智能、量子科学等新兴技术领域的合作,并敦促两国私营企业共同开发和生产国防设备。

419日,印度和芬兰讨论了量子计算方面可能的合作领域,以及计划建立的协作虚拟卓越中心的路线图。印度科技部部长表示:两国正试图努力寻找学术和工业合作伙伴,帮助发展量子科学和技术。芬兰方面负责人强调,两国需要发挥各自优势,利用科学生态系统和强大的IT社区,以促进合作产出。

4月初,印度召开了印度-以色列量子技术双边研讨会,该研讨会是印度国防研发组织与以色列国防研发部于202111月签署的双边创新协议(BIA)的延续。会议讨论了光量子计算、量子传感、量子加密、量子磁测、原子钟和自由空间量子通信等领域,会议议题还包括制定联合量子技术路线图以及两国合作开发计划等。(来源:印度《经济时报》、印度科技部官网、Our India网站)


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【澳大利亚支持建设量子技术基础设施,启动国家量子战略制定工作】

47日,澳大利亚政府发布2021年国家研究基础设施(NRI)路线图,以指导澳大利亚的2022年研究基础设施投资计划,其中包括支持建设量子技术基础设施。同日,澳大利亚将人工智能和量子计算确定为其6020万澳元全球科技外交基金的四个优先研究和合作领域之一。

此外,该国政府正在寻求对《国家量子战略:议题文件》的意见征询,征询截止期为63日,该文件将用于帮助制定国家量子战略。该战略的制定将为量子商业化中心和澳大利亚量子简章(Australian Quantum Prospectus)提供信息。(来源:ZDNet网站、澳政府部门官网)


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【投资1800万加元,加拿大魁北克省启动数字和量子创新平台】

421日消息,加拿大魁北克省经济与创新部和舍布鲁克大学发起创建数字和量子创新平台(PINQ²),投入1800万加元,以加强行业和研究界间的合作和技术转让,并通过培养未来人才加速企业的数字化转型。接下来,PINQ²将提供混合计算和量子基础设施,作为测试量子计算应用的实验场所。(来源:加拿大Newswire网站)

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【北约将在丹麦建立新的量子技术中心】

4月消息,北约将在位于丹麦哥本哈根的尼尔斯·玻尔研究所建立一个新的量子技术中心。该中心将设立一个测试中心和实验室,用于开发和测试量子技术,包括量子传感器、量子加密设备和量子计算机中的组件。(来源:丹麦投资促进局官网)

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【日本制定关于量子技术和人工智能的新战略】

422日,日本政府在首相官邸召开了综合创新战略推进会议,制定了关于量子技术和人工智能的新战略,强调两个领域对该国的经济安全和灾害预警非常重要。其中,关于量子技术,将在本财年开发日本第一台全国产量子计算机,到2030年将量子技术的用户数量增加到1000万,以加速量子技术在日本的普及。(来源:日本广播协会)

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【卡塔尔拨款1000万美元启动国家量子计算计划】

413日消息,卡塔尔哈马德··哈利法大学(HBKU)从卡塔尔国防部成立的公司Barzan Holdings处获得了1000万美元的研究资助,旨在实施关于量子计算的国家计划。这笔资助将用于卡塔尔量子计算中心的建立,配备专家团队以及必要的资源,以便在量子计算、量子密码学和量子人工智能相关领域开展有影响力的创新研究。(来源:HBKU官网)

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三、产业进展


——国 ——


【腾讯控股向新加坡的Horizon量子计算公司投资1200万美元】

43日消息,腾讯控股已向总部位于新加坡的量子计算初创公司Horizon Quantum Computing投资1200万美元,该初创公司主要为量子计算应用提供软件开发和部署工具。(来源:DealStreetAsia网站)


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【中国电信推出安全邮箱“量子密邮”】

48日消息,中国电信将量子技术+安全邮箱进行紧密结合,实现量子密邮能力,以量子加密技术为核心,升级加密策略,实现邮件传输及使用中的量子加密。电信安全邮箱量子密邮采用国密算法及量子密钥分发机制进行加密,在安全邮箱原有基础上,通过量子SIM/U盾、密钥管理平台(含分发网络),满足更高等级的安全需求。(来源:中电信量子官微)


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【电子科技大学校园建起“量子互联网”】

414日消息,电子科技大学周强教授团队用沙河校区3栋科教楼模拟未来的3个量子中心,并用量子隐形传态方案把它们连接起来,建成了校园内的量子互联网场地实验研究平台。已获得的实验数据显示,该研究平台已具备了良好的性能。此外,为提高光通信系统通信链路的故障检测效率,周强团队还与成都成电光信科技股份有限公司合作,利用光量子探测的灵敏性,与传统光纤链路监控系统相结合,研制出新型监测机载光纤链路健康的设备。(来源:成都日报)


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【量子计算国内技术对口工作组2022年第一次工作会议召开】

422日,中国电子技术标准化研究院组织召开ISO/IEC JTC 1/WG 14量子计算国内技术对口工作组2022年第一次工作会议。会上介绍了《信息技术 量子计算 术语和词汇》、《信息技术 量子计算概述》的研制情况和主要内容,以及IEC《量子信息技术白皮书》的主要内容和后续进展。会议还讨论了《量子机器学习数据集》、《量子资源仿真平台通用要求》和《量子计算霸权/优越性》三项国际标准新提案。

会议确定了下一步工作计划:对会上的三项国际标准新提案进行完善,提交下次ISO/IEC JTC 1/WG 14工作组会议讨论;支撑ISO/IEC JTC 1开展量子信息技术路线图编制工作;持续征集组内专家对《信息技术 量子计算概述》的意见和建议。(来源:中国电子技术标准化研究院-物联网中心官微)


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——国 ——


【英国电信BT联合东芝推出伦敦商用QKD网络】

426日,英国电信BT和日本东芝启动了英国首个商用量子安全城域网的试用。该网络基础设施将能够连接伦敦的众多客户,帮助他们使用量子密钥分发(QKD)技术通过标准光纤链路在多个物理位置之间安全传输重要数据和信息。作为该QKD网络的第一个商业客户,安永会计师事务所将在其伦敦的两个主要办事处之间实施量子安全数据传输。该伦敦网络代表着英国政府实现其量子经济战略的关键一步。(来源:BT官网)


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【日本东芝和芝加哥量子交流中心启动量子密钥分发网络】

422日消息,日本东芝和芝加哥量子交流中心(CQE)宣布在芝加哥大学和美国能源部阿贡国家实验室之间启动量子密钥分发(QKD)网络链路,使用东芝的多路复用QKD单元。该链路是美国正在建立的多节点量子网络的一部分。

CQE研究人员及学生将使用61公里长的链路进行测试和研究,这将使CQE成员机构和第三方制造商之间能够进行更多的合作,以构建未来的量子基础设施和劳动力。(来源:HPCwire网站)


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【德国电网运营商在架空光缆上实现基于QKD的数据安全加密传输】

426日消息,德国北部最大的电网运营商之一Schleswig-Holstein Netz公司成功通过ADVA光网络公司的量子安全产品在电力高压架空光缆上利用量子密钥分发(QKD)技术实现数据的安全加密传输,这是使用QKD保护公用事业网络的一个关键突破。ADVA的合作伙伴ID Quantique公司提供了相关QKD技术。(来源:ADVA官网)


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【韩国SK电讯联合三星发布新款基于量子随机数的智能手机】

4月,韩国通信运营商SK电讯联合三星发布了新款5G智能手机Galaxy Quantum 3,配备由ID Quantique公司设计的量子随机数发生器(QRNG)芯片(2.5x2.5mm),可实现可信认证和信息加密,使用户能够以更安全的方式使用应用程序和服务。该款手机首次通过在状态栏上提供量子指示器来为用户提供差异化的安全体验,以便用户可以意识到他们正在使用量子安全服务。(来源:IDQ官网)


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【卢森堡将建立其第一个量子通信基础设施试验台】

46日,卢森堡大学与国家媒体、连接和数字政策司(SMC)合作,宣布建立卢森堡量子通信基础设施实验室(LUQCIA)。LUQCIA项目为期5年,由欧盟复苏基金资助,旨在开发和实施基于量子技术的超安全通信基础设施,目标是连接LUQCIA研究基础设施内的至少两个地点,并在2023年建立一个国家试验台,以实现量子密钥分发和量子互联网的高级和应用研究。LUQCIA将主要依靠地面网络,并通过后续活动整合空间部分。(来源:卢森堡大学官网)


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【意大利ThinkQuantum和奥地利fragmentiX合作提供量子安全存储解决方案】

329日消息,意大利量子安全解决方案提供商ThinkQuantum s.r.l.和奥地利秘密共享存储设备提供商fragmentiX Storage Solutions正在开展合作,结合各自在量子密钥分发(QKD)、量子随机数发生器(QRNG)和量子安全数据存储方面的能力,提供具有最高安全级别的量子安全存储解决方案。(来源:fragmentiX官网)


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Arqit加入英国多域集成系统项目】

412日,英国量子安全公司Arqit 宣布其被英国国防部选中,加入英国的多域集成系统(MDIS)项目。Arqit将特别关注数据管理和融合、通信承载、网络架构和服务等方面,有望保障军事数据系统在全球范围内跨多个域实现自动化、互连和互操作的安全性。(来源:Arqit网站)


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【美国新墨西哥州建立量子联盟】

4月消息,美国新墨西哥大学(UNM)、桑迪亚国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室宣布成立量子新墨西哥州(QNM)联盟,以推进研究、教育、劳动力和经济发展,并将新墨西哥州建成为一个量子州。通过QNM联盟,量子信息科学(QIS)领域的主要参与者,包括国家实验室、大型研究型大学、社区和部落学院以及不断增长的量子商业社区,正在齐聚一堂,努力将新墨西哥州打造成美国的量子中心。(来源:UNM官网)


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四、科技前沿


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658km双场QKD和分布式振动传感】

中国科学技术大学、济南量子技术研究院、上海微系统所和清华大学的研究人员联合完成了658km光纤的双场QKD实验,同时也基于该实验平台的设备和技术试验了一种振动传感方案。其中双场QKD试验采用发送-不发送协议,基于超稳光源、偏振补偿、频率补偿等技术,并通过长达500km的校准光纤(每50km一个双向光放大)实现远程异地光源相干,基于主动奇偶配对(AOPP)等措施实现Z基误码率~2.12%,最终成码率~9.22×10¹。其中振动传感利用校准光纤两端的相干光源,通过双向光传输的波形时间差进行振动定位,精度主要取决于时间分辨能力,试验装置的定位精度~1km。该成果52日以编辑推荐和特色文章的形式发表于《Physical Review Letters》。


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【基于锗硅雪崩管实现室温1550nm单光子探测】

吉林大学、中国科学技术大学和新加坡Advanced Micro Foundary公司的研究人员研制了新型的锗硅工艺雪崩光电管,可以实现室温条件下的1550nm(近红外)单光子探测。该雪崩管采用分层吸收电荷复用架构,解决了锗、硅材料的能带结构无法在室温条件下吸收1550nm波段的问题。该雪崩管具有较低的盖革模式偏压阈值(-7.42V),在室温(300K)、盖革模式(-9V偏压)条件下进行1550nm单光子(平均光子数为1的相干光脉冲)探测时,探测效率~7.8%,暗计数~10每秒。该成果427日发表于《Chinese Optics Letters》。


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【异步干涉双场QKD改进方案】

南京大学的研究人员提出了一种双场QKD协议的改进方案。该方案的核心思想是通过后匹配方式完成所需的单光子干涉,从而简化对双场远程相干装置(相位锁定、补偿等)的要求。基于该方案,研究人员实现了无相位补偿条件下450km QKD和无相位锁定条件下270km QKD。该成果421日发表于《PRX Quantum》。


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【暖原子气体量子存储】

山西大学的研究人员基于无致冷的原子气体实现了连续变量的量子存储。该量子存储使用铷原子气体,通过腔增强的场致透明效应,结合时域空域模式匹配、时间反演等措施实现了对光脉冲共轭量(幅度、相位)的量子存储。该存储器的存储效率达67%(含传输损耗),在100℃条件下仍有存储能力,在室温下的相干保持时间为1.2μs。该成果52日发表于《Nature Communications》。


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【共轭零差探测QKD方案成码率突破40Mbps

葡萄牙圣地亚哥大学的研究人员提出了一种结合了离散变量和连续变量技术的QKD方案。基于偏振态进行离散变量调制,应用连续变量方案常用的零差探测方法,实现了QKD信号的高速调制和高效传递、探测;同时基于时分复用信号架构支持接收端实现本地本振和偏振补偿。500MHz信号频率的实验系统在40km光纤上实现了46.9Mbps成码率和1.5%误码率。该成果412日发表于《Scientific Reports


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【量子网络应用协议新增“可拓展认证”和“多路径传输”】

英国布里斯托大学、约克大学、奥地利维也纳量子科技中心、西班牙ICFO、克罗地亚Ruđer Bošković研究所、中国国防科技大学的联合研究团队提出了两种适用于量子网络的应用协议——“可拓展认证多路径传输,并基于实验床验证分析了其实用性。认证方案基于网络中部分临时性的可信节点生成并全网分发认证密钥,无需预置。多路径传输方案参考经典网络的洪水路由协议,优化了规模化量子网络的通信速率和安全性。该成果418日发表于《PRX Quantum》。


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【首次实现碳化硅集成工艺电光调制器】

悉尼大学、哈佛大学和加州理工大学的研究人员成功研制首个基于碳化硅的Pockels调制器。碳化硅材料具有很好的光学和电学特性,正逐渐成为集成光子学的一种新型平台。新设计的电光调制器实现了波导集成、低形成因子和GHz级调制带宽,使用CMOS工艺即可加工,其没有光折射效应和强光操作稳定的特性使之可实现电光调制的高信噪比。该成果45日发表于《Nature Communications》。


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3NIST后量子密码终选方案安全性不达标】

以色列密码与信息安全中心(MATZOV)公布了改进的双重格攻击方案并指出3种基于LWELearning With Errors)难题的后量子密码方案达不到NIST定义的安全阈值。该攻击方案运用了多项改进措施,包括枚举更多秘密坐标、改进FFT甄别器、评估RAM格筛模型、减少随机乘积门计数等。在该攻击方案下,KyberSaberDilithium3种基于LWE/LWRNIST终选方案的安全级别低于阈值要求。该研究报告44日公布于Zenodo平台(欧盟资助项目的开放科研信息平台,由CERN数据中心支持)。


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