2022年2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
【“祖沖之號”入選2021年度中國科學十大進展】
2022年2月28日，科學技術部高技術研究發展中心（基礎研究管理中心）發布2021年度中國科學十大進展。中國科大潘建偉院士團隊的“可編程二維62比特超導處理器‘祖沖之號’的量子行走” 與其他9項重大科學進展入選。2021年5月7日，該成果在線發表于國際學術期刊《科學》雜志，為在超導量子系統上實現量子優越性展示及可解決具有重大實用價值問題的量子計算研究奠定了技術基礎。
本次評選由中國科學院院士、中國工程院院士等3500余位知名專家學者對30項候選科學進展進行投票，得票數排名前10位的入選。（來源：科技部網站）。
原文鏈接：
http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/202203/t20220301_179578.html
二、政策和戰略
——國 內——
【《金融標準化“十四五”發展規劃》發布，探索量子通信金融應用標準】
2月9日消息，中國人民銀行會同市場監管總局、銀保監會、證監會聯合印發《金融標準化“十四五”發展規劃》（以下簡稱《規劃》）?！兑巹潯访鞔_，要健全金融業網絡安全與數據安全標準體系。建立健全金融業關鍵信息基礎設施保護標準體系，支持提升安全防護能力。強調要探索量子通信等新技術應用標準。（來源：中國政府網）
原文鏈接：
http://www.gov.cn/xinwen/2022-02/09/content_5672688.htm
【安徽連發政策，推動量子科技發展突破】
2月22日，安徽省人民政府辦公廳印發《安徽省“十四五”科技創新規劃》，13次提及量子，肯定了“十三五”期間“墨子號”量子科學實驗衛星、“九章”量子計算原型機等重大科技成果的相繼問世，并提出“力爭在量子信息等領域取得關鍵性技術突破”，充分發揮量子通信、量子計算、量子精密測量研發領先優勢，支持量子科技產業化發展。
2月21日，安徽省民政廳發布《 關于更好發揮行業協會商會在“三地一區”建設和“雙招雙引”中作用的意見》，提出組建完善十大新興產業商協會，包括引導量子科技等新興產業商協會加快設立。（來源：安徽省人民政府網站、安徽省民政廳網站）
原文鏈接：
https://www.ah.gov.cn/public/1681/554100401.html
http://mz.ah.gov.cn/public/21761/120843911.html
【河南規劃建設量子通信網等新型基礎設施】
2月9日，河南省發改委印發《河南省“十四五”新型基礎設施建設規劃》，提出超前部署量子通信網等未來網絡，加快推進量子通信網絡、衛星地面站建設，打造星地一體量子通信網絡全國調度中心。積極引進量子通信國家實驗室科研資源，建設國際一流的量子通信基礎科研設施，探索開展量子安全在政務等領域的示范應用。加強量子計算等前沿科技研究。（來源：河南省發改委網站）
原文鏈接：
http://fgw.henan.gov.cn/2022/01-26/2388614.html
——國 際——
【歐盟計劃投資60億歐元建立衛星星座，支持開發量子芯片】
2月15日，歐盟宣布將建立衛星星座基礎設施，并與歐洲量子通信基礎設施集成，以借助量子加密技術為成員國的經濟、安全和國防等提供安全通信。計劃總投資約60億歐元，其中歐盟將在5年內撥款24億歐元。相關人員表示，初步開發和部署可能從2023年開始；到2025年提供量子密碼的初始服務和在軌測試；到2028年，全面部署集成量子密碼技術，實現全面服務。
此前，歐盟委員會公布了總投資金額達430億歐元的《歐洲芯片法案》，其中支持加速量子芯片開發的技術和工程能力。歐洲量子旗艦計劃官網還發布了《歐洲量子計算和量子模擬基礎設施》白皮書，介紹了當前歐洲量子計算技術的發展狀況與未來規劃。（來源：歐盟委員會官網、歐洲量子旗艦計劃官網）
報告鏈接：
https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_921
https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/QANDA_22_922
https://ec.europa.eu/info/strategy/priorities-2019-2024/europe-fit-digital-age/european-chips-act_en
https://qt.eu/about-quantum-flagship/newsroom/european-quantum-computing-simulation/
【新加坡將為關鍵基礎設施試驗建立國家量子安全網絡】
2月17日消息，新加坡量子工程計劃 (QEP) 將開始在全國范圍內進行量子安全通信技術的試驗，為期3年，從而為關鍵基礎設施和處理敏感數據的公司提供強大的網絡安全。新的國家量子安全網絡（NQSN）將部署商業技術，與政府和私營公司進行試驗，對安全系統進行深入評估，并制定指導方針，以支持企業采用此類技術。項目初步計劃部署10 個節點，并將在三年內獲得850萬新元（約4000萬RMB）資金支持。（來源：QEP官網）
原文鏈接：
【加拿大量子創新區成立，并與英國合作擴展全球量子網絡】
2月3日消息，加拿大正式啟動位于魁北克謝爾布魯克市的量子創新區Sherbrooke quantique（Quantum Sherbrooke），將重點在量子信息應用領域進行布局，目前已籌集超過4.35億加元投資金。
2月16日消息，加拿大和英國正在開展關于量子衛星的新合作項目，用于為跨大西洋量子通信建立關鍵的量子衛星鏈路，目前該項目已獲得英國量子通信中心（Quantum Communications Hub）的資助。該項目將利用超高速糾纏光源實現位于英國的地面站與加拿大量子加密和科學衛星QEYSSat的連接，其中QEYSSat將于2024年發射。早些時間，英國量子通信中心還資助了在英國北部實施的首個量子通信網絡項目，該項目將利用連續變量量子密鑰分發技術在約克和曼徹斯特之間（途經利茲和哈德斯菲爾德）部署實現4個戰略互連點間的量子安全網絡。（來源：Sherbrooke Innopole網站、滑鐵盧大學網站、QCH網站）
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【美國將量子信息納入CETs清單，發布《量子勞動力發展國家戰略計劃》】
2月初，美國國家科學技術委員會發布了新一版關鍵和新興技術（CETs）清單。其以美國2020年《關鍵和新興技術國家戰略》為基礎，對關鍵和新興技術領域列表作了更新和調整，并在技術領域中新增了量子信息技術等領域。
同期，美國白宮科技政策辦公室(OSTP)、國家量子協調辦公室(NQCO)和美國國家科學基金會(NSF)發布了《量子信息科技勞動力發展國家戰略計劃》，建議采取幾項行動來評估量子信息科學與技術（QIST）的勞動力狀況和前景，讓更多人準備好從事量子技術工作，加強各級STEM教育，加快量子前沿的探索，并擴大未來行業的人才庫。（來源：美國白宮官網、NQI官網）
原文鏈接：
https://www.quantum.gov/wp-content/uploads/2022/02/QIST-Natl-Workforce-Plan.pdf
【以色列撥款6200萬美元建造該國第一臺量子計算機】
2月15日消息，以色列創新局與國防部已宣布投資 6200 萬美元，用于建造該國第一臺量子計算機，這有望成倍地提高計算機的處理速度，建立以色列在量子技術領域的獨立性。資金將圍繞兩方面分配，創新局將專注于建立一個量子計算基礎設施來運行計算、幫助測試現有算法以及跨軟件和硬件進行研究；國防部將創建一個具有量子能力的“國家中心”，推進量子處理器研發。（來源：Algemeiner網站）
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三、產業進展
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【中科院量子計算云平臺上線isQ-Core、青果兩大編程軟件】
近日，目前國內硬件規模最大的量子計算云平臺——中科院量子計算云平臺上線兩款量子編程軟件——isQ-Core、“青果”(Quingo)。目前，兩款量子編程軟件都已成功部署至量子計算云平臺，由國盾量子提供相關部署服務。
isQ-Core由中科院軟件研究所團隊主導研發，具有簡潔、易用、高效、擴展性強、可靠性高等特點，能為量子計算用戶提供許多便利。“青果”(Quingo)由國防科技大學團隊主導研發，并以其為基礎，設計實現了全面的量子-經典異構編程框架。（來源：中國新聞網、新華社）
原文鏈接：
https://m.chinanews.com/wap/detail/chs/zw/9686216.shtml
https://xhpfmapi.xinhuaxmt.com/vh512/share/10603245?channel=weixin
【圖靈量子完成第三輪融資，元禾原點領投】
2月18日，圖靈量子宣布完成第三輪Pre-A+輪融資。本輪融資由元禾原點領投，無錫濱湖國投等投資機構參與，君聯資本、琥珀資本等持續加碼。所融資金將主要用于打造光量子計算與智能產業化應用生態。至此，圖靈量子已經完成三輪融資，累計融資額過5億元。（來源：圖靈量子微信公眾號）
原文鏈接：
https://mp.weixin.qq.com/s/W--FI87RgJjGJo3nSR-ROg
【中國首個量子安全智慧社區系統在安徽投用】
2月17日消息，安徽華典大數據科技有限公司研發的中國首個量子安全智慧社區系統在安徽省合肥市投入使用。據悉，該系統在數據生產存儲過程中，將量子安全數據庫集成至社區數據終端盒，通過量子密鑰充注和量子密碼服務對該設備中的關鍵數據進行量子加密；在數據傳輸過程中，在公安系統中心機房部署量子密鑰服務平臺，與采集終端量子加密芯片構建起量子加密通信信道，對傳輸的數據進行量子加密。量子安全智慧社區系統已在合肥市三個住宅小區運行一個多月。（來源：央廣網）
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http://news.cnr.cn/kuaixun/20220217/t20220217_525743129.shtml
【粵港澳量子通信骨干網一期工程線路開通】
2月10日消息，粵港澳量子通信骨干網一期工程(廣佛肇量子安全通信示范網)線路開通儀式舉行。該示范網是規劃建設的粵港澳量子通信骨干網一期工程，其總體目標是建成連接廣州、佛山、肇慶等地的量子保密通信骨干線路，將應用于金融、政務等行業和部門，提高應用單位信息安全保障水平。該示范網是廣東省重點領域研發計劃“廣佛肇量子安全通信時頻網絡建設及關鍵技術研究”項目的成果。（來源：新華網廣東）
原文鏈接：
http://gd.news.cn/newscenter/2022-02/10/c_1128351889.htm
——國 際——
【摩根大通、東芝構建用于保護關鍵任務區塊鏈應用的量子密鑰分發網絡】
2月17日，摩根大通發布消息稱，其與東芝等組成的研究團隊研究了真實環境因素對量子信道質量的影響，并使用QKD安全光信道部署和保護摩根大通的生產級P2P區塊鏈網絡，演示了該類量子密鑰分發城域網的全部可行性，該系統可抵御量子計算攻擊，并能夠在真實環境條件下支持800 Gbps的關鍵任務應用數據速率。（來源：摩根大通官網）
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【美國空軍研究實驗室與Arqit簽署合作研發協議 ，將演示驗證量子加密服務】
2月4日消息，美國空軍研究實驗室(AFRL)與量子安全公司Arqit宣布簽署合作研發協議，以演示驗證從商業平臺到國防部基礎設施的可行量子加密服務。Arqit將升級QuantumCloud平臺，接入量子衛星，以進行旨在為美國空軍和國防部(DoD)基礎設施用戶測試系統性能及互操作性的演示工作。該項目也為雙方提供了探索地對空量子通信鏈路潛在用途的機會。(來源：Arqit網站）
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【韓國Equinix和SK電訊合作拓展QKD即服務(QaaS)業務】
2月10日，韓國數據運營商Equinix公司與SK電訊宣布已簽署諒解備忘錄，將在韓國及海外市場合作拓展量子業務。兩家公司將使用Equinix的互連和數字服務，在Equinix首爾的數據中心建立QKD環境，提供商業化的QKD即服務(QaaS)業務，以保護連接公司總部、辦公室和數據中心的企業專網。（來源：SK電訊網站）
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https://www.sktelecom.com/en/press/press_detail.do?page.page=1&idx=1527
【SpeQtral啟動量子衛星任務，可在洲際距離上執行可信節點量子密鑰分發】
2月9日，量子安全通信公司SpeQtral宣布，即將啟動其在太空中的量子密鑰分發（QKD）衛星任務SpeQtral-1，并由新加坡國家航天局根據“空間技術發展計劃”提供支持。
該衛星將于2024年發射，將成為首批由商業實體發射的QKD衛星任務之一。它將展示洲際帶外對稱密鑰交付的技術可行性，重點解決最終用戶的實際商業需求；在商業試驗階段，使用QKD保護數據通信的實體將能夠借助SpeQtral-1衛星接收量子密鑰。（來源：SpeQtral網站）
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【俄羅斯QSpace公司融資約100萬美元用于啟動量子通信衛星任務】
1月28日消息，俄羅斯量子密碼衛星和大氣系統開發公司QSpace Technologies宣布其約100萬美元的種子輪融資結束。據悉，該筆投資將用于著手建造裝有量子密鑰分發系統發射器的小型立方體衛星。研究人員計劃將這種小型飛行器發射到太空中作為可信節點，完成遠距離量子密鑰分發任務，該衛星計劃于2023年發射。（來源：Russian Quantum Center網站）
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https://rqc.ru/article/qspace-raised-1-million-from-gazprombank-to-create
【北歐地區利用量子通信首次實現量子安全數據傳輸】
2月23日，丹麥技術大學（DTU）宣布，通過與咨詢公司畢馬威合作，首次在丹麥丹斯克銀行的兩臺模擬數據中心計算機之間實現數據的量子安全傳輸。該技術利用連續變量量子密鑰分發（CV-QKD），在兩地實現安全的對稱密鑰分發，用以實現數據中心之間的安全通信，這一事件標志著北歐首次在實驗室外網絡上通過量子密鑰進行數據安全傳輸。（來源：DTU網站）
原文鏈接：
https://www.dtu.dk/english/news/nyhed?id={F64F912A-27AC-48B4-9845-D054E108205A}
【加拿大量子計算公司D-Wave將以16億美元估值上市】
2月8日，量子計算公司D-Wave宣布與上市特殊目的收購公司DPCM Capital簽訂最終交易協議。據交易協議，交易完成后，其新成立的母公司D-Wave Quantum Inc.的股票預計將在紐約證券交易所交易，代碼為“QBTS”。交易預計將于2022年第二季度完成。交易前D-Wave股權估值約12億美元，合并后的公司將獲得3.4億美元的總收益。加拿大公共部門養老金計劃管理公司PSP投資公司、高盛資產、NEC等參與投資。（來源：D-Wave網站）
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【美軍事戰略研究機構發布中美量子技術產業評估報告】
近日，美國知名軍事戰略研究機構蘭德公司發布了《中美量子技術產業評估》報告。報告開發了一套靈活且廣泛適用的指標來評估一個國家的量子產業基礎，并向政策制定者提出了保持美國量子技術產業基礎實力的建議，包括繼續在量子技術領域提供廣泛的政府研發支持、監控工業基礎關鍵要素的國際流動、目前不要對量子計算機或量子通信系統實施出口管制等。同時報告指出，中國的量子技術能力正在迅速發展，在量子技術的各個應用領域都有很高的研究產出。（來源：蘭德官網）
原文鏈接：
https://www.rand.org/pubs/research_reports/RRA869-1.html
四、科技前沿
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【基于拓撲相位的健壯糾纏源】
北京大學、中科院微電子所、上海交通大學、浙江大學等的研究人員研制了一個拓撲相位糾纏態光源。量子態通常對環境很敏感，但拓撲性質通常具有較好的健壯性。研究人員基于硅基芯片設計了一種基于拓撲相位的糾纏光源，可實現4種拓撲糾纏態，并且經過人為設計的缺陷環境后，與理想糾纏態的保真度達0.968。該成果2月17日發表于《Nature Photonics》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00944-2
【頻率不一致光源的MDI-QKD】
清華大學、中科院上海微系統所等的研究人員設計了一種頻域分束器并實驗演示了頻率不一致光源的MDI-QKD。MDI-QKD的Bell態干涉測量通常要求兩側光源保持極好的波長一致性，既對反饋系統提出了較高的要求，也不利于光網絡交換環境下的部署。研究人員基于相位調制器和干涉光路設計了一個可調的頻域分束器，從而可用于不同頻率光源的干涉測量。該成果2月16日發表于《Physical Review Applied》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.17.024045
【確定性單光子-原子系綜糾纏】
中國科學技術大學的研究人員實現了單光子和原子系綜的確定性時間位糾纏，可用于實現遠程高效量子存儲。研究人員設計了一種循環恢復修正調控方案，確定性地制備了單光子時間模和里德堡原子系綜態之間的糾纏，讀出糾纏的保真度達87.8%。該成果2月10日發表于《Physical Review Letters》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.060502
——國 際——
【固態核自旋系綜的量子存儲】
加州理工大學的研究人員首次利用富含核自旋的固態材料實現了量子存儲。核自旋系綜對自旋載體（摻雜離子、載流電子等）的影響往往復雜而不利于相干操控，因此通常的固態存儲都是在無自旋的核系綜中實現，但這種做法也局限了材料的選擇范圍。研究人員在富含自旋的正釩酸釔晶體中摻入鐿原子，形成了一種可重復使用、高一致性的固態量子存儲。研究人員發展了一種可靠的自旋交換作用動力學控制方法，可以操控含自旋核系綜的多能級態。研究人員實驗演示了該材料中的核系綜極化、集體態激發和量子存儲，并演示了鐿-釩離子糾纏的制備和測量，糾纏存儲的退相干時間達到239微秒、保真度達0.76。該成果2月16日發表于《Nature》。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04293-6
【通信波段量子點光源】
德國維爾茨堡大學、斯圖加特大學和英國圣安德魯大學的研究人員研制了一個自旋可控、通信波段的量子點光源。研究人員在InGaAs量子點中，通過磁場提高宿主的自旋能級分裂（可控波長），使用皮秒光脈沖演示了空穴注入、狀態制備、讀出和完整的相干操控，其中狀態制備在4.5/6納秒內可達96%/99%，完整過程的重復頻率可達76MHz。該成果2月8日發表于《Nature Communication》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28328-2
【InGaAs光電二極管與硅基單片集成】
IBM公司研究人員實現了異質材料（III-V族與硅基）單片集成工藝，研制了硅基集成的InGaAs/InP光電二極管。該裝置通過波導耦合，可以用作光子器件的光敏探頭和光源。作為光敏探頭時，1V偏壓的暗電流為0.048 A/cm2，2V偏壓時響應度達0.2 A/W，截止頻率達到70GHz；反向偏壓時可以用作中心波長1550nm的光源。該成果2月17日發表于《Nature Communication》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28502-6
【皮秒級時間位編碼量子通信】
加拿大國家研究院、渥太華大學的研究人員實驗演示了皮秒級時間位編碼和BB84協議量子密鑰分發。高速時間位（短間隔時間位）編碼通常受限于探測器的時間抖動（APD探測器~1ns，超導探測器~50ps），其測量一直是個難題，而較大的時間位間隔會導致對應編解碼光程差較大而難以穩定。研究人員設計了一種基于BBO晶體的光脈沖序列轉換方法，實現了4.5ps短間隔時間位的分離和延時測量，并結合超快脈沖制備和調制技術進行了BB84協議實驗演示。該成果2月28日發表于《PRX Quantum》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010332
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