2021年3月国内外量子科技进展（总第20期）
【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和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
【代尔夫特大学首次实现可拓展的量子纠缠网络】
荷兰代尔夫特理工大学R.Hanson研究团队在实验内构建了一个基于金刚石色心量子比特的三节点量子纠缠网络，以不需要后选择的方式演示了建立三节点GHZ纠缠和通过中间节点执行纠缠交换。该实验装置以金刚石NV色心为通信量子比特、以碳13原子为存储量子比特，基于高纯度低应力金刚石制备和电控手段实现多量子比特一致性调控，基于氮-碳-碳13耦合机制和强磁场手段实现存储比特退相干抑制，同时综合了扩展链路相位稳定架构、确定性纠缠产生、实时预报及前馈式纠缠操控等一系列方案和技术。该装置两路纠缠制备的保真度高于0.8，存储比特的退相干时间达到11.6毫秒（期间可尝试2000次纠缠制备），预报式完成纠缠交换的复合效率是每40秒1次。该成果4月16日发表在《Science》。
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/372/6539/259
【在世界第一个量子日，“九章”入选全球十大创新成果，其理论提出者获得ACM计算奖】
2021年4月14日，是第一个世界量子日。超过65个国家的量子科学家发起倡议，将4月14日这天作为“世界量子日”，旨在促进全球公众对量子科技的了解。
当日，联合国教科文组织Netexplo论坛2021展示了过去一年有可能对数字社会产生深远影响的10项突破性数字创新。其中，“九章”量子计算机作为中国的唯一代表入选，也是量子科技领域的唯一代表。九章理论提出者Scott Aaronson在当日获得了图灵奖颁发机构国际计算机协会（ACM）授予的2020年ACM计算奖，这也是计算机科学奖项首次授予量子计算学者。（来源：世界量子日网站、联合国教科文组织、ACM网站）
原文链接：
https://worldquantumday.org/april-14/
https://en.unesco.org/news/unesco-netexplo-forum-2021
https://www.acm.org/media-center/2021/april/acm-prize-2020
二、战略和政策
——国 内——
【发改委：加强顶层设计和统筹协调，重点是在量子信息等前沿科技和产业变革领域】
4月19日，国家发改委新闻发言人表示，国家发改委将加强顶层设计和统筹协调，提前布局并积极培育发展未来产业。重点加强类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域，组织实施未来产业孵化与加速计划，谋划布局一批未来产业。（来源：国家发展和改革委员会官网）
原文链接：
https://www.ndrc.gov.cn/xwdt/xwfb/202104/t20210419_1273739_ext.html
【多部门联合印发《长三角G60科创走廊建设方案》：加快培育布局量子信息等未来产业】
4月1日，科技部、发改委、工信部、人民银行、银保监会、证监会向上海市、江苏省、浙江省、安徽省人民政府联合印发《长三角G60科创走廊建设方案》，在“强化区域联动发展，共同打造世界级产业集群”中提到：打造先进制造业集群。加快培育布局量子信息、类脑芯片、第三代半导体、基因编辑等一批未来产业。（来源：科技部官网）
原文链接：
http://www.most.gov.cn/xxgk/xinxifenlei/fdzdgknr/fgzc/gfxwj/gfxwj2020/202104/t20210401_162127.html
【安徽省启动“量子中心”和“科大硅谷”建设】
4月12日上午，安徽省召开科学技术奖励暨加快建设科技创新攻坚力量体系推进大会。今年以来，安徽省全面实施国家实验室建设专项推进行动，加快建设合肥大科学装置集中区，深入开展科技创新“攻尖”计划，积极推进启动科技创新攻坚力量体系建设。在创新平台方面，积极创建合肥滨湖科学城，启动“量子中心”和“科大硅谷”建设；着手组建运行未来技术研究院、环境研究院。（来源：科技部官网）
原文链接：
http://www.most.gov.cn/dfkj/ah/zxdt/202104/t20210419_162413.htm
【北京市发布《“十四五时期”智慧城市发展行动纲要》：超前布局量子通信等前沿技术】
北京市发布《“十四五时期”智慧城市发展行动纲要》：超前布局量子通信等前沿技术
近日，北京市在《“十四五时期”智慧城市发展行动纲要》中提到：超前布局6G、量子通信、脑科学等前沿技术，开展5G超高清视频直播、自动驾驶、自动化物流等典型场景的示范应用。（来源：北京市人民政府网站）
原文链接：
http://www.beijing.gov.cn/zhengce/zhengcefagui/202103/t20210323_2317136.html
——国 际——
【加拿大政府将在7年内投资3.6亿加元用于量子技术研发】
近日，加拿大政府在2021年财政预算中提议在7年内投入3.6亿加元（2.88亿美元），启动国家量子战略，其目标是扩大加拿大在量子研究方面的优势，以发展其量子技术、公司和人才，从而巩固加拿大在量子技术领域的全球领导地位。（来源：加拿大政府官网）
原文链接：
https://www.budget.gc.ca/2021/report-rapport/p2-en.html#chap4
【荷兰投资6.15亿欧元以加速量子技术的发展】
4月12日，荷兰经济事务和气候政策部通过荷兰国家成长基金向荷兰公私基金会Quantum Delta NL授予6.15亿欧元，以推动量子技术的发展。这笔资金将用于培训2000名研究人员和工程师，扩大100家初创企业的规模，并于2027年前在荷兰设立三个企业研发实验室。有了这笔资金，荷兰的量子产业预计将创造3万个高科技就业机会，并累计产生50到70亿欧元的经济影响。
Quantum Delta NL于2020年成立，其任务是协调和执行荷兰的国家量子技术议程（NAQT），并在量子计算、量子网络、量子传感方面分别启动催化计划。（来源：Quantum Delta NL网站）
原文链接：
https://quantumdelta.nl/pressreleaseeng/
https://quantumdelta.nl/what-we-do/
【以色列投资3.75亿美元以发展量子技术】
以色列启动了一项3.75亿美元的国家倡议计划，投资于量子技术，有望大幅提高计算机的处理速度，并在2025年前提高其技术成熟度。作为该计划的一部分，以色列创新署和国防部已经开始接受跨国公司、以色列企业和大学的请求，参与一个6000万美元的项目，以建造该国第一台具有30至40个量子比特的量子计算机。
与此同时，以色列的公私量子倡议计划则侧重于在量子传感、量子通信或量子密码、量子计算三个不同领域的发展。（来源：Algemeiner新闻网站）
原文链接：
【美国参议员提出两项量子法案，将量子信息科学纳入中小学教育】
近日，美国参议员提出两项法案，以巩固美国在量子信息科学领域的全球竞争力。其中，《量子网络基础设施和劳动力发展法案》包括：集中联邦的研究力量，加强机构间在量子网络和量子通信技术发展上的协调；将量子力学和量子信息科学基本原理纳入中小学（K-12）和高等教育课程等内容。《2021年国家量子安全法案》则指出：鉴于中国对量子技术研究投资所造成的经济和国家安全威胁，应认识到优先为量子研究提供资金的重要性。（来源：Maggie Hassan参议员网站）
原文链接：
【加拿大发布全球量子政策调研报告，指出许多国家战略明确强调近期发展量子通信】
2021年4月，加拿大高等研究院（CIFAR）发布《量子革命：全球量子技术政策报告》。该报告对全球40多个国家及地区（包括中国、美国、欧盟、加拿大、日本、韩国、俄罗斯等）为支持量子技术研发所采取的政策措施进行了调研分析。
报告指出，许多国家战略皆表明要支持量子技术的三个主要领域（量子传感、量子通信、量子计算），且明确强调近期目标是发展量子通信技术（包括量子卫星、量子密钥分发、量子安全密码）。有些还制定了明确的中期目标（到2030年或之前），即建造一台实用的量子计算机，并开发有助于为这些技术创造市场的用例。报告还将国家量子战略大致划分为四项政策措施：建立卓越中心或创新中心；有针对性地征集提案或者开展竞赛；为具有国家意义的特殊项目提供直接的资金；为初创企业提供政府投资或风险投资。（来源：CIFAR官网）
原文链接：
static/file/quantum-report-EN-10-accessible.pdf
三、产业进展
——国 内——
【海南星地一体量子科技与应用中心项目签约落地航天城】
4月13日，海南星地一体量子科技与应用中心项目签约落地文昌国际航天城。该项目由海南国科量子承建，总投资预计5.1亿元，总建筑面积约7万平方米，项目主要建设内容包括：移动/固定量子卫星地面站、量子卫星地面站出口型号生产基地、“星地一体”环岛量子网络总控中心、量子科技全球科普中心、量子通信应用展示中心、量子通信能力开放平台/量子密码创新中心等。（来源：海南日报）
原文链接：
https://res.hndaily.cn/file/news/20210413/cid_106_232012.html
【中科院量子创新研究院量子计算云平台上线新功能】
4月19日，中科院量子信息与量子科技创新研究院宣布国内最早建立、接入比特数最多的量子计算云平台完成架构更新。该平台新推出“知识库”和“答疑解惑”两大功能板块，结合原有的“量子计算实验”版块，构成了“知识”与“体验”结合的完整架构。
研究院表示希望量子计算爱好者、量子计算科研工作者和各行各业的从业者加入云平台。未来云平台将全面开放，各方共同努力创造良好的量子计算生态环境，推动量子计算知识普及、科研进步和应用探索。（来源：澎湃新闻）
原文链接：
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_12294535
量子计算云平台链接：
https://quantumcomputer.ac.cn/Home
【国盾量子拟建设特种行业量子通信及量子计算项目】
4月20日，国盾量子宣布将使用1.2亿元超募资金投建新项目，其中，拟投资4049.06万元建设“特种行业量子通信设备科研生产中心”；拟投资7926.2万元建设“量子计算原型机及云平台研发项目”，包括先后研制两台高性能超导量子计算原型样机和与之适配的量子计算云平台。（来源：上海证券交易所网站）
原文链接：
static/file/688027_20210420_4.pdf
【“抵抗量子计算冲击的量子安全应用”比赛入选“挑战杯”揭榜挂帅专项赛】
近日，第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛企业发榜名单揭晓，国盾量子成为入选的七家单位之一，同时也是安徽省内唯一入选、全国量子信息行业唯一入选的企业。
本次比赛国盾量子以“信息安全中的‘矛’‘盾’交锋——抵抗量子计算冲击的量子安全应用”为主题，邀请青年才俊从通用的信息资产保护方案的量子安全提升、特定行业或领域信息系统的量子安全提升、有助于提升量子通信网络组网和发展的技术、有助于量子安全方案推广的创新应用等方面进行量子安全设计，进一步助力量子科技成果转化，推动产学研用协同创新。（来源：共青团中央服务青年发展微信平台、中国青年报）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/2aHfBakqZJQPtfBBPqlF7Q
http://zqb.cyol.com/html/2021-04/22/nw.D110000zgqnb_20210422_3-01.htm
——国 际——
【英国第一个工业量子安全网络完成测试】
4月21日消息，通过在英国电信的商业光网络上使用量子密钥分发（QKD）技术，英国首个工业量子安全网络成功实现用于远程制造的实时数据的安全共享。
该QKD网络由英国电信、东芝欧洲公司和数字工程技术与创新（DETI）合作创建，使用了英国电信的“标准”光纤基础设施和东芝的QKD系统，在国家复合材料中心（NCC）和建模与仿真中心（CFMS）之间形成了一条7公里长的基于QKD的加密隧道，使得NCC的复合材料Overbraider机器能够被安全地进行远程操作。（来源：eeNews Europe网站）
原文链接：
https://www.eenewseurope.com/news/quantum-network-manufacturing
【西班牙马德里量子通信网络开始运行】
近日，西班牙马德里量子通信基础设施部署的第一阶段已经开始运行，该基础设施是欧洲OPENQKD项目的一部分。目前有16个量子通信设备，其中10个已经部署，另外6个正在实验室测试中。除此之外，夏天之前还将增加6个，从而完成第一阶段部署。这些基础设施还将用于欧洲量子旗舰计划部分项目中。（来源：马德里理工大学网站）
原文链接：
【西班牙电信将量子技术用于全球云服务】
4月12日消息，西班牙电信与量子随机数生成器制造商Quside以及加密量子安全解决方案提供商Qrypt合作，将量子技术集成到其虚拟数据中心（VDC）托管的云服务中。西班牙电信将能够通过提供易于使用、高质量和高性能的量子随机数来增强其云服务，从而使客户能够将其集成到业务流程中。（来源：ICFO网站）
原文链接：
【空客正在研发用于飞机无线网络的量子激光链路】
4月14日消息，空客公司正在与荷兰应用科学研究组织（TNO）合作开发一种基于激光的量子通信系统，从而通过卫星网络将宽带WiFi数据从飞机传送到地面。该工作是欧洲航天局（ESA）安全和激光通信技术项目（ScyLight）的一部分，涉及光学和量子通信。
空客和合作伙伴开发的激光通信终端演示系统将于2021年底在实验室条件下进行设计、建造和测试。该技术演示系统将为未来产品铺平道路，未来产品将可以达到几个Gbps的数据传输速率，同时具有数据传输抗干扰和低截获概率的性能。（来源：eeNews Europe网站）
原文链接：
https://www.eenewseurope.com/news/quantum-laser-links-aircraft-wifi
【欧洲量子产业联盟（QuIC）成立】
4月14日，欧洲量子产业联盟（QuIC）启动大会在网上举办。该项工作始于2020年初，活动汇集了来自欧洲量子技术行业各个部门的100多名成员，包括欧洲大陆各地的中小企业、大公司、风险投资者以及研究组织、学术机构和其他行业协会。（来源：Qu&Co网站）
原文链接：
【韩国视讯公司推出基于量子随机数的量子安全增强网络视频电话】
伴随着新冠疫情，视频会议电话的需求空前增长。军方、国家情报机构和政府机关等组织，尤其需要高安全级别的视频电话，以保护其通话中涉及的敏感信息。为满足相关需求，韩国视讯公司Seetalk近日推出了一款量子安全增强网络视频电话，搭载有量子安全增强密码模块，该模块集成了KCS公司的视频加密芯片和IDQ公司的量子随机数发生器（QRNG）芯片，能够为实时语音及视频通话提供量子安全增强的加密密钥。（来源：IDQ官网）
原文链接：
【SK电讯联合IDQ推出B2B企业用量子密码通信技术以及第二款量子安全5G手机】
4月6日，韩国SK电讯（SKT）和瑞士ID Quantique公司（IDQ）宣布成功将量子密码通信技术应用于路由器和交换机等企业用IP设备上，并以此为基础完成了B2B企业用“量子VPN技术”的开发。该技术结合了企业用IP设备安全技术和量子密码通信技术，可灵活运用于多种B2B网络结构和服务，极大提高了通信安全性，使得没有部署专网的企业也可以使用量子密码通信安全服务。
4月13日，IDQ和SKT宣布将与三星电子共同推出第二款搭载了量子随机数发生器芯片的量子安全5G智能手机Galaxy Quantum2。该手机提供了强化版的量子密码安全技术，目标客户群体是对性能和通信安全同等重视的用户。（来源：SK电讯官网、IDQ官网）
原文链接：
https://www.sktelecom.com/advertise/press_detail.do?page.page=1&idx=5521&page.type=all&page.keyword=
四、科技前沿
——国 内——
【具有抗毁冗余能力的QKD装置】
中国科大、西班牙维戈大学、科大国盾等单位的联合研究团队实现了一个基于芯片的1.25GHz MDI-QKD装置，在该装置中，无论是用户端的设备还是中间测量设备，当有限数量的光学部件、处理单元被损坏或被窃听者控制时，都可以利用冗余的部件，结合可验证的秘密共享和隐私放大恢复安全性。该装置的实现得益于高速时钟频率、微型化的发送器和高性价比的结构，24dB信道的成码率达137bps。该成果3月29日发表在《Physical Review Applied》。
论文链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.15.034081
【集体攻击安全的RRDPS协议改良-RRDPTS协议】
北京邮电大学、丹麦科技大学、意大利国家研究委员会光学研究所等单位的联合研究团队提出RRDPTS（round-robin differential phase-time-shifting）QKD协议，并给出在集体攻击下的协议安全性证明。该协议是对RRDPS协议的改进，利用时间和相位自由度增加Hilbert空间维度，但不增加实验复杂度或放松安全假设。利用数值模拟方法对这两种协议比较，结果表明使用弱相干脉冲的RRDPTS协议不需要监测信号扰动，且对不稳定干涉可见度表现出更高容忍度。通过80km单模光纤进行单个诱骗态RRDPTS的概念性证明实验表明，在高误码率情况下，该协议能够提高密钥率。该成果4月8日发表在《Physical Review Applied》。
论文链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevApplied.15.044017
【预报式、非破坏的双光子纠缠控制非门】
中国科大、德国奥尔登堡大学和维尔茨堡大学的研究人员首次在两个单光子间实现预报式控制非（CNOT）操作。其实验装置使用耦合在微腔中的InAs/GaAs量子点实现了可控的单光子源，通过四个全同单光子源（两个作为输入光子，两个为辅助光子）和辅助光子探测方案，实现了保真度达87.8%的预报式CNOT门，预报效率提高一个量级，并制备出保真度达83.4%的贝尔态。该成果4月5日发表在《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.126.140501
——国 际——
【简化、高速的MDI-QKD系统】
东芝公司欧洲研究团队设计了一种结构简单紧凑的MDI-QKD系统，安全成码率比现有最高水平高一个量级：54dB信道上达到8bps、30dB信道上达2kbps。该系统时钟频率为GHz，通过控制注入锁定和增益开关提高直接调制激光器的抗涨落性质，使自由运行的半导体激光器在相位调制time-bin编码时无需波长或相位反馈，有效简化了系统复杂度。该成果4月8日发表在《npj Quantum Information》。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41534-021-00394-2
【高保真度量子点纠缠光源实验量子密钥分发】
奥地利约翰尼斯开普勒林茨大学、维也纳大学的研究团队，利用高保真度量子点纠缠光源实验演示了量子密钥分发。该实验在350m长光纤上进行，采用BBM92协议，通过重复频率80MHz的脉冲激光器泵浦GaAs量子点产生了保真度高达0.987纠缠光子对。该实验系统13小时统计量子误码率低至1.9%，未采用时间/频率滤波技术情况下原始密钥生成率为135bps。该成果4月14日发表在《Science Advances》。
论文链接：
https://advances.sciencemag.org/content/7/16/eabe8905
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