2021年5月国内外量子科技进展（总第22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
【习近平总书记在两院院士大会发表重要讲话，数次提及量子】
5月28日，中科院第二十次院士大会、中国工程院第十五次院士大会和中国科学技术协会第十次全国代表大会在京举行，习近平总书记出席会议并发表重要讲话，强调要加强原创性、引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。总书记讲话中6次提及量子，其中提及量子信息2次、量子调控1次、量子计算2次、量子密钥分发1次，充分肯定了我国过去在量子方面取得的成绩，并强调未来 “要在事关发展全局和国家安全的基础核心领域，瞄准人工智能、量子信息、集成电路、先进制造、生命健康、脑科学、生物育种、空天科技、深地深海等前沿领域，前瞻部署一批战略性、储备性技术研发项目，瞄准未来科技和产业发展的制高点”。（来源：新华社）
原文链接：
http://www.xinhuanet.com/politics/leaders/2021-05/28/c_1127505377.htm
【我国成功研制62比特量子计算原型机“祖冲之号”】
中国科大中科院量子创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了目前国际上超导量子比特数量最多的，62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于2021年5月7日在线发表在国际权威期刊《Science》上。
该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。（来源：新华社）
原文链接：
http://www.xinhuanet.com/2021-05/08/c_1127422901.htm
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812
二、战略和政策
——国 内——
【发改委等三部门：重点支持集成电路、量子科技等学科教学和建设】
5月18日，国家发改委、教育部、人社部印发《“十四五”时期教育强国推进工程实施方案》。提出要“加快‘双一流’建设，大力加强急需领域学科专业建设，显著提升人才培养能力，加快破解‘卡脖子’关键核心技术”，在具体项目谋划和安排上，提出要优先考虑、重点支持量子科技等相关学科专业教学和科研设施建设。（来源：国家发改委网站）
原文链接：
https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202105/t20210520_1280317.html
政策链接：
static/file/P020210520348134595430.pdf
【工信部发布首批量子通信行业标准，国盾量子等企业参与编制】
5月10日，国家工信部批准并正式发布实施国内首批量子通信行业标准《量子密钥分发(QKD)系统技术要求 第1部分：基于诱骗态BB84协议的QKD系统》及《量子密钥分发(QKD)系统测试方法 第1部分：基于诱骗态BB84协议的QKD系统》，适用于采用光纤信道传输的基于诱骗态BB84协议的QKD系统。两项标准由中国信息通信研究院牵头、国科量子、国盾量子、问天量子、济南量子技术研究院等参与编制。（来源：中国通信标准化协会）
公告链接：
static/file/c59594dd7ff24982b6b7b08d4ccf6b85.pdf
【广东将加快布局量子信息等前沿技术】
5月13日，广东省人民政府发布《广东省人民政府关于加快数字化发展的意见》，意见中提到：加快布局量子信息等前沿技术；积极推进量子科技领域实验室建设，构筑量子科技领域高端原始创新平台；前瞻布局量子保密通信、量子互联网、卫星互联网等未来网络建设；组织构建基于超导计算、量子计算等新型计算体系的算力基础设施；前瞻布局量子信息产业，加速突破关键核心技术，拓展在保障基础设施安全运行、信息与网络安全、公共服务、数字货币等关键领域的应用。
5月19日，广州市人民政府在“十四五”规划纲要中多次提到量子科技，明确提出“前瞻布局量子通信网等未来网络，加快量子安全通信示范网建设”。（来源：广东省政府网站、广州市政府网站）
原文链接：
http://www.gd.gov.cn/gkmlpt/content/3/3280/post_3280668.html#7
http://www.gz.gov.cn/zwgk/ghjh/fzgh/content/post_7288095.html
【清华大学开设量子信息本科班】
5月24日，清华大学量子信息班正式成立，由图灵奖得主、中国科学院院士姚期智担任首席教授，这是清华大学首个量子信息方向的本科人才培养项目，旨在为我国培养量子信息领域的拔尖创新人才，服务国家重大科技战略计划。量子信息班将于2021年启动招生，首批计划招收20人。其专业核心课程包括量子复杂性理论、量子计算机科学、量子通信和密码等。（来源：清华大学官网）
原文链接：
https://www.tsinghua.edu.cn/info/1182/84452.htm
——国 际——
【美多部门支持量子信息技术发展】
5月6日，美国能源部宣布拨款1000万美元，用于量子信息科学和核物理的跨学科研究。
近期，美国空军研究实验室正在对新的精密、导航和定时（PNT）技术进行投资。该实验室计划从2020到2025财年，对包括安全通信、精确定时、精确导航和量子计算等领域拨款约1.5亿美元。
5月12日，美国参议院商务委员会通过名为《无尽前沿法案》的议案，授权在未来5年内拨款1100多亿美元用于基础和先进技术的研究，其中包括五年内向美国国家科学基金会投资约1000亿美元，用以支持包括量子计算和信息系统在内的十大未来新兴科技领域的研究。议案尚需参众两院批准。（来源：美国能源部网站、National Defense 杂志、路透社新闻）
原文链接：
https://www.reuters.com/world/us/us-senate-panel-vote-gaofenniuh-bill-wednesday-2021-05-12/
【英国将发射多颗量子通信卫星】
5月12日，英国思克莱德大学宣布，为了开发一个安全的全球通信网络，一种用量子技术加密信息的新型方案将通过卫星进行测试。该项目将开发一种天基光子量子信号源，计划在加拿大QYESSat(量子加密与科学卫星)任务中发射，从而扩大安全通信范围，并将与大西洋两岸地面站建立链接。（来源：思克莱德大学网站）
原文链接：
https://www.strath.ac.uk/whystrathclyde/news/quantumencryptionschemetobetestedonsatellite
【德国投资156亿以支持量子计算发展】
5月11日，德国经济和科学部表示，将斥资约20亿欧元（156亿人民币）支持量子技术，特别是量子计算机相关的研究开发。
据悉，到2025年，科学部将投入11亿欧元支持量子计算的研究和开发，经济部将花费8.78亿欧元支持实际应用。科学部部长表示，德国政府的目标是五年内在德国建造一台具有竞争力的量子计算机，并在该领域建立公司网络，以开发尖端应用。（来源：路透社新闻）
原文链接：
https://news.trust.org/item/20210511073912-0wtm8
【美智库呼吁投资5亿美元建立国家量子云平台，NIST发布后量子密码白皮书最终版本】
近期，美国科技政策智库数据创新中心发布了《为什么美国需要支持近期量子计算应用》报告，敦促美国决策者通过投资量子计算的近期应用，确保美国在量子计算领域保持领先地位。报告呼吁国会在五年内提供5亿美元以支持具有近期应用的量子学术研究项目，促进产学研结合。同时建议国会建立国家量子研究云平台、考虑激励公共和私营部门的后量子密码过渡以及敦促美国政府本身在探索量子应用方面发挥作用。
美国国家标准与技术研究院(NIST)发布了《为后量子密码做好准备：探索采用后量子密码算法的挑战》白皮书最终版本。NIST称，必须制定详细迁移路线图和行动手册，以帮助企业、组织完成后量子密码迁移。据悉NIST的第三轮后量子密码标准化会议将于6月7日-9日举行，目标是将前期遴选出的15个后量子密码算法标准化。（来源：Data Innovation网站、NIST网站）
报告链接：
static/file/2021-quantum-computing.pdf
static/file/NIST.CSWP.04282021.pdf
【荷兰国家量子计划推出LightSpeed计划，以挖掘136亿欧元的投资潜力】
5月11日，荷兰国家量子计划（Quantum Delta NL）推出了LightSpeed计划，该计划可以将荷兰量子初创企业与136亿欧元的投资资本联系起来，并由欧洲和美国基金管理。
LightSpeed将为荷兰量子初创公司在各个阶段（从基础成立到B轮融资）提供帮助，重点是市场验证和投资阶段。Quantum Delta NL希望通过该计划的实施增加荷兰量子初创公司的数量，构建商业生态系统。（来源：Quantum Delta NL网站）
原文链接：
【日本将限制外国研究人员参与量子技术等尖端领域，政企界拟携手推进量子技术研究】
近日，为促进与美国在量子技术等领域的联合研究，日本将严格要求高校研究人员在申请公共基金时报告任何来自国外和其他外部来源的财政贡献，以加强对敏感技术的控制，防止可能用于军事目的的信息落入外国人手中。
5月7日消息，日本政府计划与约50家日本企业合作成立量子研究团体，以推动量子技术的发展。这其中包括丰田、东芝、日本电气公司、富士通、日立以及日本电报电话公司等企业，研究团体最快将于本月建成。（来源：日本经济新闻社、科技日报）
原文链接：
http://www.stdaily.com/index/kejixinwen/2021-05/07/content_1130276.shtml
【爱尔兰成立其第一个量子计算机工程中心】
5月13日，为在2025年前扩大其规模和影响力，爱尔兰国家级信息与通信技术研究机构——廷德尔国家研究所投资数百万欧元启动了量子计算机工程中心 (QCEC)，该中心也是爱尔兰第一个量子技术专用研究空间。(来源：廷德尔研究所网站）
原文链接：
三、产业进展
——国 内——
【福州高新区启动建设量子保密通信城域网络】
近期，在第四届数字中国建设峰会上，福州高新区领导与南京易科腾就量子保密通信城域网络项目签约。据悉，该项目预计今年6月份在高新区的福州市量子安全运营中心启动试用。届时，项目将为福州高新区从平滑改造到统一管控升级，打造极致安全、全面覆盖的量子安全网络，实现量子安全加密传输及政务移动应用的互联网接入数据的安全传输，并为福州市其他行业提供量子密钥服务。（来源：福州新闻网）
原文链接：
http://news.fznews.com.cn/dsxw/20210506/6093ff96b91f9.shtml
【国际电联（ITU）举行关于量子信息技术的第3次在线研讨会】
5月26日，国际电联（ITU）举行了关于量子信息技术的第3次在线研讨会，主题是量子通信网络用例讨论。会上来自中美欧日韩等各国家和地区的产业专家和学者提供了QKD网络在能源、金融、医疗等领域的实际用例并参与讨论，来自美国的专家特别提到QKD相对于PQC具有成本优势。国盾量子总裁赵勇介绍了目前我国QKD网络建设和实用情况，中兴、国科量子等参与了本次研讨会。（来源：ITU网站）
原文链接：
https://www.itu.int/en/ITU-T/webinars/20210526/Pages/default.aspx
【中科院物理所、北京量子院上线量子计算云平台】
5月21日，中科院物理所10比特超导量子计算云ScQ上线公测，该量子计算云平台能够运行量子逻辑门操作，目前已经开放公测。
5月16日，北京量子院量子计算研究部第一代超导量子计算云平台同样正式上线开放。该平台提供8个近邻耦合的可调频率量子比特，采用简洁直观的图形化界面，并提供QASM代码和实时的模拟结果。（来源：中科院物理所官微、北京量子院官微）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/KnsEjyfs9Aa93Fr1yiW38g
https://mp.weixin.qq.com/s/j51uE_kGq3tt4M932dvVFw
【工商银行成功应用量子技术防范金融风险】
近日，中国工商银行在业内首次将量子随机数应用在客户登录、支付结算、资金交易等重要金融场景，并对客户信息进行标识和校验，更加有效地查验用户身份假冒行为，防范交易数据截获重放等网络攻击，确保客户意愿的真实性、交易过程的完整性、安全性，有力保障客户权益，防范金融风险。（来源：中国金融新闻网）
原文链接：
https://www.financialnews.com.cn/yh/sd/202105/t20210513_218519.html
——国 际——
【谷歌计划在2029年建成商用量子计算机】
5月18日，在谷歌 I/O 开发者大会上，谷歌表示其已经在加州圣塔芭芭拉扩建了一个新的园区，作为量子计算研究的主阵地，并计划十年内，花费数十亿美元，建造一台用途广泛的、可纠错量子计算机。（来源：谷歌官网）
原文链接：
https://blog.google/technology/ai/unveiling-our-new-quantum-ai-campus/
【俄罗斯莫斯科至圣彼得堡间量子通信干线建设工作已完成，俄国有银行正在开发量子技术】
近日，俄罗斯电信运营商TransTeleCom公司完成了莫斯科和圣彼得堡间的量子通信干线的建设工作。其负责人表示：“网络设备已安装，实际上仍在调试，应于第二季度启动运行。”
5月19日，俄罗斯联邦储蓄银行(Sberbank)和俄罗斯国家原子能公司（ROSATOM）子公司Quantum Technologies宣布将在量子技术开发方面进行合作。两家公司将探索多种方式共同开发量子技术，成立联合专家组以及举办研讨会等。（来源：俄罗斯卫星通讯社、TQD网站）
原文链接：
http://sputniknews.cn/science/202104201033523359/
https://thequantumdaily.com/2021/05/19/sberbank-and-rosatom-partner-to-develop-quantum-technologies/
【西班牙电信运营商开发提供5G覆盖和安全的量子密钥信息交换系统的纳米卫星项目】
5月6日消息，西班牙卫星电信运营商Sateliot正在与十几家公司和西班牙国防部合作准备部署一个低地球轨道(LEO)纳米卫星星座。该星座除了5G覆盖物联网，还将使用QKD量子密钥实现安全的信息通信。该网络是欧洲Quango(Quantum和5G通信)项目的一部分，涉及1.76亿欧元的投资，并已提交给西班牙工业部。
Quango旨在设计一种实现量子技术、5G通信和纳米卫星的安全通信网络，它由96颗纳米卫星组成，按照5G标准连接，并引入了QKD技术进行安全的端到端加密。（来源：Sateliot网站）
原文链接：
【泰雷兹及其合作伙伴推出抗量子网络加密解决方案】
5月5日，法国18亿欧元量子计划的主要参与者泰雷兹（Thales）宣布与澳大利亚高性能加密安全解决方案开发商Senetas合作推出抗量子网络加密解决方案，该解决方案能够保护客户数据（速度高达100 Gbps）免受未来的量子攻击。
该解决方案支持最新的欧洲电信标准协会（ETSI）关于如何创建、保护和分发量子密钥的标准（一种重要的新兴安全功能，已在5G网络中使用）。该方案还支持其入围美国国家标准与技术研究所（NIST）的量子安全加密算法。（来源：泰雷兹网站）
原文链接：
【思科将通过路由器提供量子安全服务】
5月25日，Quantum Xchange公司宣布其密钥分发系统Phio Trusted Xchange（TX）已成功满足思科(Cisco)安全密钥集成协议(SKIP)的集成要求。
只要是支持SKIP的思科企业级路由器，现在都可以使用来自Phio TX的量子安全密钥（支持PQC、QKD、QRNG三种密钥源）来保护其网络数据。此外，Phio TX以量子安全的方式，能够在任何距离或媒介上向思科网络上的多个节点连续分发连续旋转加密密钥。（来源：Quantum Xchange官网）
原文链接：
【印度推出首个面向产业的量子课程】
印度科学研究院（IISc）将于2021年8月开始其在量子技术领域的第一个MTech（由IISc首创的跨学科计划）项目，计划招收20名学生。
这个为期两年的项目将由IISc仪器仪表和应用物理系主办，将为学生提供包括量子前沿研究和量子产业技术相关的培训。课程的主要研究方向为：量子计算与模拟、量子通信和密码学、量子测量与传感，以及量子材料和器件。（来源：IISc官方网站）
原文链接：
https://iisc.ac.in/admissions/m-tech-m-des/#ffs-tabbed-215
项目海报：
static/file/Poster-for-M.Tech-in-QT.pdf
【保加利亚超算中心、索非亚科技园与InfinityQ签署谅解备忘录以开发量子技术】
近日，保加利亚超级计算机中心与索非亚科技园（Sofia Tech Park）和加拿大量子计算公司InfinityQ签署了在量子技术测试、开发和应用领域的合作备忘录。
协议规定，一个基于InfinityQ技术的量子计算组件将被安装到保加利亚超级计算机中心的千兆级超级计算机发现者号上。目的是为保加利亚和欧洲科学家提供使用量子计算模块的机会，以便在分子动力学、物理学、工程问题和其他领域进行科学计算。（来源：索菲亚科技园官网，HPC wire网站）
原文链接：
【Atos和SENAI CIMATEC在巴西推出量子计算卓越中心】
5月5日消息，法国IT巨头Atos和巴西教育、研究和创新机构之一SENAI CIMATEC宣布成立巴西首个致力于商业领域的量子计算卓越中心（LAQCC），该中心旨在促进量子技术的应用，提供培训以建立当地的量子计算工作人员队伍，并鼓励在化学和生物等最多样化的领域进行科学研究。该中心将安装巴西第一台Atos量子学习机，将利用经典的超级计算硬件来模拟多达35个量子比特的量子系统和算法。（来源：HPC wire网站、Atos官网）
原文链接：
【英国量子加密技术公司ArQit登陆纳斯达克】
5月12日消息，英国量子加密技术公司ArQit和特殊目的收购公司Centricus Acquisition已达成ArQit上市的最终协议。交易完成后，新成立的开曼控股公司ArQit Quantum Inc将与Centricus Acquisition合并，收购ArQit，并在纳斯达克上市。这是第二家通过SPAC上市的量子公司（第一家是IonQ），也是第一家登陆纳斯达克的量子公司，合并后公司估值约为10亿美元。
ArQit公司的主营业务是利用对称密钥保障信息数据的传输安全。据悉，该公司已与英国政府、英国电信(BT)和维珍轨道公司合作，计划于2023年发射两颗量子保密通信卫星。
此外，5月20日，ArQit与日本住友集团签署了一项长期分销合同，日本住友集团获得了向日本政府、企业和公民出售ArQit技术的分销权。（来源：美通社网站，ArQit官网）
原文链接：
static/file/Arqit_announces_BT_contract_and_plan_to_create_2000_jobs_jmkmby.pdf
static/file/Arqit_and_Sumitomo_to_make_Japan_Quantum_Safe_oamd7a_spn8zo.pdf
四、科技前沿
——国 内——
【基于多路径M-Z干涉方案的新型强度调制器】
中国科学技术大学研究团队设计了一种适用于诱骗态量子密钥分发系统的强度调制器，并进行了三强度诱骗态调制的实验验证。该强度调制器采用多路径M-Z干涉仪方案，使用较低的半波电压调制出多种固定光强，可有效降低强度涨落和码型效应；基于行波调制和紧凑结构，具备高速和便于集成特性，适合未来系统的发展趋势。该成果5月20日发表在《npj Quantum Information》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41534-021-00418-x
【基于少模光纤提高CV-QKD与经典光共纤传输速度】
中南大学研究团队利用空分复用技术（SDM）实现了连续变量量子密钥分发系统（CV QKD）与经典信号在少模光纤（FMF）中共纤传输，并给出了在弱耦合区域的安全性分析。通过对FMF中模耦合串扰、复用器/解复用器中的模串扰、FMF中拉曼串扰、模间差分群时延等进行分析，发现模耦合串扰和差分群时延是影响系统性能的关键因素，差分群时延是限制系统实现高速率的主要因素。与单模光纤方案相比，FMF方案可提高密钥率和可容忍的经典信道功率，但是最大传输距离减小。该成果4月28日发表在《Optics Express》。
论文链接：
http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-29-10-14486
——国 际——
【基于随机基矢改善DI-QKD信道参数要求】
新加坡国立大学、瑞士联邦理工学院、汉诺威大学的研究人员合作，采用随机化基矢方案优化了设备无关量子密钥分发（DI-QKD）方案并完成了实验验证。通过对CHSH贝尔不等式的原始协议进行随机化基矢的简单改变，可显著改善信道参数要求，缩小实验和理论之间的距离。验证实验首次实现了在高噪声范围生成密钥，并计算了协议抗一般攻击的安全性，结果表明使用目前前沿的实验参数，生成密钥需要的原始数据为10E8-10E10量级。该成果5月17日发表在《Nature Communications》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-021-23147-3
【基于本地本振光方案实现高速、低复杂度CV-QKD】
英国剑桥大学的研究团队设计提出并验证了本地本振光连续变量量子密钥分发（LLO-CVQKD）系统。该方案基于高斯调制相干态，在接收端独立设置同样中心波长的窄线宽激光器从而实现完全受保护的本地本振。该系统利用高宽带设备实现了500MHz重复频率；利用参考光与量子信号光交互发送降低系统复杂度；利用自定义软件在不更改任何设备情况下调节所有系统参数；通过对调制变量和参考脉冲强度参数进行联合优化提高密钥率；通过实时噪声校准技术维持稳定低水平的额外噪声。实验结果预测在15km光纤上密钥率可达到26.9Mb/s。该成果5月4日发表在《Scientific Reports》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41598-021-88468-1
【基于CMOS实现超低温硅基量子控制电路】
荷兰代尔夫特大学、英特尔公司的研究团队基于互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺实现了可在超低温环境下工作的硅基控制电路集成芯片，与硅基量子比特一体整合，有效解决了量子计算机在扩展到大量量子比特时控制线路对制冷环境的瓶颈制约。该控制电路芯片可工作在3K温度，通过微波信号控制20mK温度下的量子比特，实现控制保真度达99.99%。该方案在一个两比特量子处理器上进行了DJ算法验证。该成果5月13日发表在《Nature》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-021-03469-4
声 明：
1、本文内容出于提供更多信息以实现学习、交流、科研之目的，不用于商业用途。
2、本文部分内容为国盾量子原创，转载请联系授权，无授权不得转载。
3、本文部分内容来自于其它媒体的报道，均已注明出处，但并不代表对其观点赞同或对其真实性负责。如涉及来源或版权问题，请权利人持有效权属证明与我们联系，我们将及时更正、删除。
