Z6尊龙凯时周报|谷歌首次突破纠错盈亏平衡点;欧洲计算机教父投资中性原子量子公司
栏目:行业资讯 发布时间:2023-11-19
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 Z6尊龙凯时近日,谷歌量子AI团队在Nature上正式发表论文《通过扩展表面码逻辑量子比特来减少量子错误》(Suppressing quantum erros by scaling a surface code logical qubit),证明了将多个量子比特分组合成为一个逻辑量子比特的纠错方法可以提供更低的容错率。谷歌声称这是量子计算机道路上一个新的里程碑:以往的纠错研究随着比特数的增加,

  Z6尊龙凯时近日,谷歌量子AI团队在Nature上正式发表论文《通过扩展表面码逻辑量子比特来减少量子错误》(Suppressing quantum erros by scaling a surface code logical qubit),证明了将多个量子比特分组合成为一个逻辑量子比特的纠错方法可以提供更低的容错率。谷歌声称这是量子计算机道路上一个新的里程碑:以往的纠错研究随着比特数的增加,错误率会提高,都是“越纠越错”,而这次谷歌首次实现了“越纠越对”。也就是说,突破了量子纠错的盈亏平衡点。这是量子计算“万里长征”中的重要转折点,为实现通用计算所需的逻辑错误率的指出了全新途径。

  论文作者之一Hartmut Nevan博士表示,谷歌量子AI团队首次在实践中证明,受表面码纠错保护的量子比特确实可以通过拓展数量达到更低的错误率。

  近日,一个奥地利和西班牙的团队证明了一个过程可以“倒带”以将原子的成分恢复到它们以前的状态。

  量子物理学研究人员一致认为,他们无法解释亚原子世界,它在最微观层面塑造了所有现实。这个不可见的宇宙呈现叠加(一个粒子可以处于一种状态、另一种状态或同时处于两种状态)、纠缠(对一个粒子的作用会立即影响另一个粒子,即使它们相距很远)、伪心灵感应和隐形传态。现在,团队率先使用光子在穿过晶体时,从理论上和实验上证明了这些量子粒子可以“返老还童”或恢复到以前的状态。

  这部分归功于planqc构建量子计算机的方法:planqc正在构建中性原子量子计算机——该技术使用激光捕获和稳定单个原子。Hauser认为,有朝一日,与谷歌和IBM等资金更充裕的替代方案相比,它可能代表一种更具成本效益和扩展性的解决方案。

  近日,Quantinuum宣布,其H1量子处理器接连创下两项性能记录:H1-1的量子体积(QV)达到16384(2^14)和32768(2^15)。

  对于这两项测试,Quantinuum团队运行了100个电路,每个电路有200次拍摄(shot),使用标准的QV优化技术, Quantinuum H1-1成功通过了量子体积16384的基准测试,高输出频率(heavy output frequency)是69.88%;并通过了32768的基准测试,高输出频率是69.075%。高输出频率是对量子计算机的测量输出与理想模拟结果匹配程度的简单衡量。这两个结果都高于三分之二的通过门槛,具有很高的可信度。

  这标志着Quantinuum基于量子电荷耦合器件技术(quantum charge coupled device technology)的H系列在不到三年的时间里第八次树立了行业基准,并实现了2020年3月的公开承诺:即在五年内每年将H系列量子处理器的性能提高一个数量级。

  近日,世界经济论坛发文表示,非洲量子技术的发展应该会加速医疗保健、金融和农业领域的进步,从而带来有意义的社会进步。

  量子计算和量子通信技术有可能显着提高医学诊断的准确性和速度:量子计算在医疗保健行业的关键潜在用例包括诊断辅助、精准医疗、加速药物发现和定价优化。量子传感器可用于更好地评估植物生长和生产,可能更有针对性的干预、减少资源需求;支持量子的精准农业可以提高农业经营效率,并改善农民生计。尽管量子技术具有潜在的好处,但其在非洲的发展也面临着挑战。主要挑战之一是缺乏基础设施和研发资金;此外,缺乏具备开发和实施量子技术专业知识的熟练工人。

  近日,全国首例“量子远程手术”在山东威海、青岛两地顺利实施,跨越260公里的手术Z6尊龙凯时,历时50分钟便顺利完成,网络平均时延8ms,患者出血量仅为20毫升,且术中无周围脏器损伤等并发症。

  一直以来,远程手术的主要技术难题在于网络稳定性和数据安全性,本次手术山东移动通过量子加密技术进行远程通信的数据链接,将量子加密设备与传统通信线路结合,利用量子密钥分发技术实现量子密钥的分发协商,建立起远程手术机器人两端的量子加密安全保密专线,实现了对手术传输各节点间通信数据的加密保护,并且能在整个数据的传输过程中对网络运行情况实时监测,及时调优,确保整体时延效果,有效解决了远程手术过程中网络质量和数据安全的风险。

  近日,美国司法部曾发文表示,司法部和商务部宣布成立“颠覆性技术打击小组”,执行相关法律,来保护美国的先进技术不被美国的敌手国家非法获取和利用。

  声明中说,该小组将由司法部负责国家安全司的助理部长Matthew G. Olsen和商务部工业与安全局(BIS)负责出口执法的助理部长Matthew Axelrod的领导,汇集来自包括联邦调查局、国土安全调查局(HSI)和全国12个大都市区的14个美国检察官办公室的专家,目的是打击非法行为者,加强供应链并保护关键技术资产不被美国的对手国家获取或利用。

  声明中提到的美国对手国家包括中国、伊朗、俄罗斯和朝鲜;同时,这份声明也表明,美国的对手寻求的技术包括与超级计算和百亿亿级计算、人工智能、先进制造设备和材料、量子计算和生物科学相关的技术。

  近日,欧盟委员会向QTIndu项目拨款560万欧元(595万美元)用于量子劳动力培训。

  这个为期三年的项目将由QURECA SPAIN SL协调,还将包括其他十个学术、政府、专业网络和工业合作伙伴。该计划的目标是为企业开发一个端到端的量子技术短期培训项目的核心,专门针对不同商业领域的公司需求开发定制的培训项目,并为在欧洲更广泛地推广这一项目提供一个路线图。量子旗舰计划已经制定了一个量子技术能力框架,QTIndu项目将与该框架保持一致。

  悉尼大学宣布投资740万美元,用于扩建其量子技术设施,以在悉尼纳米科学中心建立 Future Qubit Foundry。该实验室将成为国家领先的设施,以发明未来的量子计算机技术,使它们能够大规模运行并为社会所用。

  对此,副校长Julie Cairney教授说:“未来的Qubit Foundry正在设计中,以便我们可以与政府和行业合作以扩大规模。”它将在悉尼纳米科学中心占据世界一流的实验室和洁净室空间,提供全国领先的设施来制造和表征新型量子设备,并吸引和接待量子材料、设备方面的战略人才。

  近日,以色列最大的国防公司——航空航天工业公司(IAI)正在努力加强与美国国防相关机构的合作,以寻求开发面向未来的技术。

  以色列国防消息人士称,政府间关于技术合作的讨论包括战斗系统中的量子计算、动能杀伤弹道拦截系统、高超音速武器防御、机器人技术等。越来越多的美国军事技术代表团访问以色列参与国防技术和国防工业发展的组织,“我们正在致力于使用量子计算来开发下一代作战系统,现代战斗需要这种能力,我们现在正与美国伙伴合作,利用这项技术制造下一代战争工具。”

  近日,InnovateUK设立了一个2000万英镑的基金,以促进小型和微型公司在半导体、人工智能和量子技术方面的发展。其中,量子项目涵盖量子计算硬件和软件以及单光子检测/生成。

  近日,荷兰初创公司QuantWare正在推出一款基于超导电路的64量子比特处理器。QuantWare的量子处理器,称为Tenor,被选中运行以色列第一台全功能量子计算机。据称,它的价格比竞争的超导体驱动的量子计算机低10倍Z6尊龙凯时。

  Quantware表示,早期的超导设备需要量子比特与外界之间的平面连接,通常指向芯片的边缘。凭借其获得专利的三维技术,Quantware建议垂直路由量子比特以假设堆叠数千个纠缠的超导量子比特,从而增加其架构可以容纳的连接数量。由于量子比特是完全可控的,因此这些处理器非常适合强大的纠错方案。坚持使用超导体使最新Tenor模型中的所有量子比特都可以完全编程。

  近日,由伦敦大学学院的John Morton教授和牛津大学的Simon Benjamin教授创立的英国量子计算公司Quantum Motion,成功从投资者处筹集了超过4200万英镑的股权融资。这是英国量子初创公司迄今为止获得的最大一笔投资,超过了牛津量子电路公司去年筹集的3800万英镑。

  近日,南方科技大学深圳量子科学与工程研究院超导量子计算团队提出并实现了超低损耗的量子芯片互联技术,将芯片间量子态传输的保线个量子芯片的互联,并展示了跨3个芯片的12比特最大纠缠态(GHZ态),为大规模、可扩展分布式量子计算网络奠定了基础。相关研究成果近日发表于《自然-电子学》。

  利用该低损耗芯片互联技术,研究团队实现了5个量子芯片的互联,其中每个芯片上集成4个量子比特,构成一个20比特的分布式量子处理器。基于该分布式量子处理器,研究团队展示了跨芯片多比特纠缠态的制备,实现了跨芯片分布的4比特GHZ态,其保线%,这是分布式超导量子处理器第一次在量子纠缠态制备上达到单芯片的性能。

  最终,通过更多的跨芯片量子态传输和单芯片上的逻辑门操作,研究团队实现了跨3个芯片的12比特最大纠缠态,该GHZ态保线%。

  近日,麻省理工学院的团队提出了一种全新的收发器芯片(transceiver chip),通过将其放置在量子计算机外部的制冷机内,实验团队得以低能耗地传输信息。这一发现将有望建立大规模的量子系统。

  麻省理工学院的一个跨学科研究小组开发了一个无线通信系统,使量子计算机能够使用高速太赫兹波与制冷机外的电子设备进行数据收发。这个反射过程也将送入制冷机的大部分功率反弹回来,所以这个过程只产生了极少的热量。与使用金属电缆的系统相比,这种非接触式通信系统的耗电量最多可减少10倍。

  Amazon Web Services正在推出一个名为Palace(代表并行、大规模计算电磁学)的开源软件平台,该平台可以执行复杂电磁模型的3D模拟并支持量子计算硬件的设计。AWS一直在内部使用Palace进行自己的量子硬件开发工作。该软件工具模拟电路的电磁特性——尤其是量子设备中使用的超导电路类型。调整模型可以向硬件开发人员展示如何优化他们的设计以提高可靠性和效率。

  尽管Palace将量子计算置于核心位置,但该工具也可用于优化经典电磁设备。

  富士通和冰岛初创公司Atmonia ehf开发了一种合成可持续氨的新方法,近日,通过成功开发一种用于量子化学模拟的技术,揭示了他们对可持续生产氨的催化剂的联合研究的最新里程碑。

  通过将这项技术与富士通开发的用于科学发现的人工智能技术相结合,两家公司成功地将催化剂材料的搜索时间缩短了一半以上,这种催化剂材料可以在环境温度和压力下从水、空气和电力中有效合成氨。

  该网络包括地面站、无人机、激光器和光纤,以共享量子安全信息。当今的电信网络使用光纤,通过来自地面以及飞机和卫星之间的激光束连接——称为光纤和自由空间光网络。无人机用于挽救生命、保护基础设施、改善环境以及阻止敌对军事行动。“在战争中,这些无人机会提供一次性加密密钥来交换关键信息,间谍和敌人无法拦截这些信息;量子使用自然法则保护我们的信息,而不仅仅是通过人为代码。谁赢得了量子竞赛,谁就赢得了战争。”

  作为抗量子电信网络工作组的一部分,GSMA在成员IBM、沃达丰和其他公司的帮助下,发布了《抗量子电信网络影响评估》:对电信业面临的量子安全威胁进行了深入分析,并详细列出了应对这些威胁的潜在解决方案的步骤。

  该报告在巴塞罗那举行的GSMA年度世界移动通信大会之前首次亮相,为电信组织在其生态系统中保护数据免遭网络犯罪分子利用未来量子计算机的潜在力量而开展的工作规划了一条清晰的道路。

  近日,瑞典皇家理工学院研究团队发表论文,称其提出一种新的神经网络训练方法“递归学习”(Recursive Learning),并通过周期性循环旋转信息,实现了对美国国家技术标准研究院(NIST)四种抗量子密码安全算法之一Crystals - Kyber最高5阶掩码的侧信道攻击,以高于99%的概率从中恢复了信息位(message bit)。

  近日,北京量子信息科学研究院袁之良团队,利用光频梳技术首次实现开放式架构双场量子密钥分发系统,完成615公里光纤量子密钥分发实验。相关研究成果发表在国际学术期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上。

  袁之良团队基于自主开发的相干边带稳相与异地激光源频率校准技术,研制出首个开放式架构、无需服务光纤的新型双场量子密钥分发系统(见图b),实现了低损耗光纤四百公里级、五百公里级、六百公里级的安全成码,并且打破无中继量子密钥分发的码率界限,还成功演示了臂长差为百公里的量子密钥分发实验(目前最长臂长差记录)。

  相较之前的实验成果,量子信号光的相位漂移速率降低1000多倍,大大降低相位参考光的噪声影响,有助于光纤量子密钥分发距离向千公里级别突破。基于光频梳的开放式架构有利于未来构建多用户多节点的城际量子保密网络,并对基于单光子干涉的分布式量子网络具有重要意义。

  近日,LuxQuanta已商业化推出其新系统NOVA LQ——一种用于城市内网络的高性能连续变量量子密钥分发(CV-QKD)解决方案。

  LuxQuanta成立于2021年5月,从西班牙光子科学研究所ICFO分离出来,其目标是将先进、安全的量子密码技术集成到传统的通信基础设施中。NOVA LQ旨在实现CV-QKD相对于现有量子密码解决方案的重要优势,包括易于部署、可靠性和弹性,以及快速密钥生成。LuxQuanta表示,它在消除CV-QKD纠错局限性方面也取得了重大进展,开发了一种强大的纠错技术,可以动态适应光通道中的任何变化。

  近日,SK电讯宣布,它已经发布了量子密码学芯片,该芯片是与SK Square的子公司IDQ和韩国安全公司KCS合作开发的。这种超轻、低功耗的芯片为基于物联网(IoT)的产品和设备提供安全功能。该芯片具有基于量子的加密密钥生成技术和物理不可克隆函数(PUF)技术。

  SK电讯解释说,新芯片的最大优势是其强大的安全性。该公司目前正在获得韩国国家情报局的安全认证。新芯片的成本比购买一个量子随机数生成器芯片和一个加密通信芯片低30%;此外,与安装了两个芯片的电路板相比,该芯片可以将电路板的尺寸减少20%。

  近期,中科院合肥研究院固体所计算物理与量子材料研究部刘晓迪团队联合中国科学技术大学李传锋、许金时教授团队和四川大学王俊峰研究员,首次实现了高压环境下碳化硅双空位色心自旋量子态的相干调控和高压磁探测。相关结果发表在Nano Letters 上。

  合肥研究院刘晓迪副研究员、中国科学技术大学李传锋教授、许金时教授为论文共同通讯作者。博士生刘琳和王俊峰研究员为论文的共同第一作者。上述工作得到了国家自然科学基金、科技部、中国科学院青年创新促进会、合肥研究院、中国科学技术大学和四川大学等项目的支持。

  近日,以色列、日本团队展示了一种概念上新型的扫描探针显微镜——量子扭曲显微镜 (the quantum twisting microscope,QTM),能够在其尖端进行局部干涉实验。通过一系列实验,团队证明了范德华“尖端”(van der Waals tip)的室温量子相干性,研究了扭曲的双层石墨烯的扭转角(twist angle)演变,直接对单层、扭转的双层石墨烯的能带进行成像,最后,在应用大的局部压力的同时,观察到扭转的双层石墨烯的低能带逐渐变平。QTM为量子材料的新类实验开辟了道路。

  近日,宾夕法尼亚州立大学纳米科学中心团队提出,一种新型的分层二维(2D)材料异质结构可能使量子计算能够克服其广泛应用的关键障碍:“如何最大限度地减少经典环境的负面影响”。该研究的研究人员通过开发一种称为异质结构(heterostructure)的层状材料朝这个方向迈出了一步。研究中的异质结构由一层拓扑绝缘体材料、铋锑碲和一层超导材料层、镓组成。

  此外,研究人员证明该技术可在晶圆级扩展,这将使其成为未来量子计算的一个有吸引力的选择。下一步是完善这一过程,并朝着将拓扑量子计算机变为现实更进一步。

  招聘启事表示,该职位的任职者应在Gong Jiangbin教授的领导下进行基础量子科学的理论研究,特别是量子计算和量子模拟的新方法。积极与实验人员合作或有能力在IBM量子计算机上进行模拟将是一个优势。

  “候选人应具有最近的物理学博士学位,在量子物理学方面有令人信服的发表记录。他/她应充分了解量子计算的最新发展,并愿意超越自己的舒适区进行创新。“

  纽约布鲁克海文国家实验室的相对论性重离子对撞机(RHIC)能够以接近光速的速度对撞金离子,近日,研究人员使用RHIC揭示了一种量子纠缠形式,该纠缠表明所有不同种类的粒子都能够相互作用,并干扰各种不同的模式。这些相互作用产生了一种称为π介子的亚原子粒子,通过测量光撞击对撞机的速度和角度,研究人员基本上能够将其用作显微镜,以前所未有的方式观察原子核内部。

  PEACOQ探测器具有一个由32条超导纳米线组成的阵列,它们像孔雀的尾巴一样呈扇形展开。可以记录单个光子的到达时间,具有迄今为止最佳的时间分辨率:实现了每秒约15亿个光子的最大计数率,同时保持高效率和低噪音。研究人员希望他们的设计能够为量子密钥分发铺平道路。

  在可以充当量子节点的候选者中,金刚石中的Sn-V中心(锡原子取代碳原子的缺陷,导致两个碳空位之间的间隙是锡原子)已被证明具有合适的特性用于量子网络。Sn-V 中心有望在开尔文温度下表现出毫秒范围内的长自旋相干时间,使其能够在相对较长的时间内保持其量子态。然而,这些中心尚未产生具有相似特性的光子,这是在量子网络节点之间创建远程纠缠量子态的必要标准。

  近日,日本东京工业大学(Tokyo Tech)副教授Takayuki Iwasaki领导的研究人员观察到具有相同光子频率和线宽的Sn-V中心,这标志着使用Sn-V这些中心作为量子比特的新阶段。高质量Sn-V中心的形成可以直接观察到远距离发射器之间的双光子干涉,以及未来有望在金刚石中建立Sn-V中心作为量子光物质界面。

  近日,中国科学院大学半导体研究所、北京邮电大学团队在硅(Si)上制造了单片砷化铟(InAs)量子点(QD)激光器,而没有使用砷化镓(GaAs)缓冲器中的应变层超晶格(SLS)的位错过滤层。

  “这种简单的结构避免了通过SLS接口注入电流和SLS引入的交叉影线。而且,整个过程还可以进一步简化,有望推动光子集成电路的应用。由于该器件仅生长 GaAs 并且具有薄至 ~2.5μm 的缓冲层,因此该器件与行业标准制造工艺的兼容性也得到了改善。”该团队将他们的方法视为提供了“一种制备低成本、与 CMOS 兼容的硅基光源的创新方法,有利于促进硅光子互连的商业化发展。”

  作为第一届高能物理量子技术国际会议(QT4HEP22)的后续行动,CERN量子技术计划在其教育和培训计划的框架内组织了一个新的系列讲座。从2023年3月1日开始,策划的演讲将涵盖四个关键研究领域的各个方面:量子理论与模拟、量子传感、计量学和材料、量子计算和算法,以及量子通信和网络。

  在线讲座免费向所有人开放,每周三上午11点开始定期举行在线讲座。该计划的主要目标是为年轻科学家提供一个平台来展示他们的工作和经验,与其他新兴专业人士交流思想Z6尊龙凯时,并为快速发展的量子科学领域带来新的见解。