2022年3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
【量子安全技术首次应用于冬残奥会】
北京冬残奥会期间，由国盾量子提供的量子安全技术，保障了冬残奥会对讲调度工作的通信安全。通过将量子加密、专网通信、公网对讲等技术融合，中国电信打造了“翼安巡防量子加密平台”，全力支撑重保单位，顺利完成通信指挥、巡防视频、GIS调度、告警应急等通信保障工作。这是量子安全技术历史上首次应用于冬奥会（奥运会）场景。（来源：科学网）
原文链接：
https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/3/475382.shtm?bsh_bid=5677567274
二、政策和战略
——国 内——
【两会声音·2022，完善量子科技全链条创新体系】
全国两会期间，量子科技受到代表委员们的关注。包括辽宁省委书记张国清、北京市人大常委会副主任闫傲霜、中国移动副总经理赵大春、中国科学技术大学常务副校长潘建伟、台盟深圳市委会主委林娜等，提议内容从超前布局量子科技未来产业到前瞻部署量子安全发展规划，从针对量子通信等场景融合需要强化标准供给、鼓励民营经济布局量子科技等前沿领域到进一步完善量子科技全链条创新体系，涉及量子科技多方面的发展。（来源：人民日报、央视网、人民邮电报、深圳特区报、中国高新技术产业导报）
原文链接：
http://ln.people.com.cn/n2/2022/0305/c378322-35160743.html
http://paper.cnii.com.cn/article/rmydb_16102_308428.html
http://sztqb.sznews.com/PC/content/202203/10/content_1174246.html
http://paper.chinahightech.com/pc/content/202203/07/content_46292.html
【安徽省发布《“十四五”开发区高质量发展规划》，加快培育科大国盾等龙头企业】
3月22日，安徽省发改委印发《安徽省“十四五”开发区高质量发展规划》，提出大力发展量子科技未来产业。在“新一代信息技术产业集群”的打造上，提出“合肥、芜湖等市开发区：发挥量子计算、量子通信、量子精密测量先发优势，加速抢占量子科技国际制高点和产业发展先机。全力推进国家实验室建设，加快培育壮大科大国盾、国仪量子、本源量子等省内龙头企业，建设‘量子中心’，推进示范应用，打造量子信息产业发展集聚区”。（来源：安徽省发改委网站）
原文链接：
http://fzggw.ah.gov.cn/public/7011/146534781.html
【浙江：加快布局量子信息等未来产业先导区】
3月29日消息，为全面贯彻落实国家、浙江省委省政府推进数字经济发展的决策部署，加快推进数字经济发展，打造全球数字变革高地，浙江省数字经济发展领导小组办公室印发《浙江省高质量推进数字经济发展2022年工作要点》，指出要加快布局一批包括量子信息在内的未来产业先导区。（来源：浙江省数字经济发展官微）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/JZYKhUtGZv3Bj6IKCjVYew
【河南将在制造业领域投入超万亿，围绕量子信息等构建制造业产业新体系】
3月8日消息，“十四五”期间，河南省将对项目投资额5亿元以上和符合产业发展方向的574个制造业重大项目，投资10057.1亿元。据河南省新闻办发布会透露，河南省未来将重点围绕8个传统产业、7个新兴产业和包含量子信息在内的6个未来产业，构建制造业的产业新体系。包括到2025年，初步建成量子信息等国家级先进制造业集群。（来源：中国新闻网、河南省人民政府网）
原文链接：
http://www.chinanews.com.cn/cj/2022/03-08/9696171.shtml
https://www.henan.gov.cn/2022/03-08/2410306.html
【台媒：台斥巨资发展量子科技】
3月16日，据台湾“中央社”报道，台当局的“量子团队”成立，两大目标是建构台湾地区自制的量子计算机与建构量子通信网络系统，并希望运用台湾地区现有产业优势，培养未来量子世代产业链。台湾17个研究团队参与其中，未来5年将投入新台币80亿元。（来源：参考消息网）
原文链接：
https://www.cankaoxiaoxi.com/tw/20220317/2472779.shtml
——国 际——
【日本将对量子加密通信进行广域验证】
3月21日消息，日本总务省为了实现新一代加密技术“量子加密通信”的实用化，计划在2022年度通过广域网连接多个网点，开始试运行。日本政府将采取政企合作方式开展业务，并承担设备等的先行投资，以加快实用化。据了解，日本总务省正与金融、通信企业等协调，共同实施试验。其下辖的国家信息和通信技术研究所（NICT）将在东京都内新设立4～5个量子加密通信的试验网点。（来源：日经中文网）
报告链接：
https://cn.nikkei.com/industry/scienceatechnology/47992-2022-03-21-11-06-15.html
【加拿大政府宣布支持国家量子战略新投资1.379亿加元】
3月15日消息，加拿大创新、科学和工业部长宣布通过加拿大自然科学和工程研究委员会（NSERC）的合作研究和培训经验（CREATE）拨款及联盟拨款，形成共计1.379亿加元投资金。这些拨款是推进国家量子战略的重要一步，将加强加拿大在量子科学方面的研究优势，同时也有助于开发人才管道，支持强大量子社区的发展。（来源：NSERC网站）
原文链接：
https://www.nserc-crsng.gc.ca/Media-Media/NewsDetail-DetailNouvelles_eng.asp?ID=1307
【德国拨款约1.5亿欧元用于建造量子计算机】
3月9日消息，德国联邦教育和研究部宣布为3个量子计算项目资助约1.5亿欧元。3个项目分别为：1.于里希研究中心领导的QSolid项目，五年合计拨款7630万欧元，用于开发下一代超导量子处理器；2.量子初创公司Q.ANT领导的PhoQuant项目，五年合计拨款5000万欧元，用于为光量子计算机芯片和其他量子计算机组件建立演示和测试设施；3.弗劳恩霍夫应用固体物理研究所领导的Spinning项目，三年合计拨款1610万欧元，用于开发基于金刚石自旋量子比特的紧凑型可扩展量子处理器。（来源：QSolid、Q.ANT、弗劳恩霍夫研究所官网）
原文链接：
【美国发布量子传感技术应用战略计划】
3月24日，美国国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会（SCQIS）发布《将量子传感器付诸实践》的战略计划。为应对量子传感技术广泛的应用空间和不同的最终用户需求，计划指出需要一项长期战略以协调政府机构的优先事项并团结私人利益相关者。为此，计划提出“各机构应简化技术转让和获取做法，以鼓励开发和尽早采用量子传感器技术”等4项建议。（来源：美国国家量子计划官网）
原文链接：
https://www.quantum.gov/scqis-releases-strategic-plan-for-bringing-quantum-sensors-to-fruition/
【英国春季声明宣布支持人工智能、量子计算和机器人技术】
3月23日，英国政府发布《2022年春季声明》，宣布扩大合规支出，这项改革将支持英国具有比较优势的新兴行业，如人工智能、量子计算和机器人技术，同时也支持制造业和设计等强大行业。如有需要，立法将在草案中公布，然后纳入未来的财政法案，以便这些措施于2023年4月生效。（来源：英国政府网站）
原文链接：
【荷兰量子应用实验室正式启动】
3月23日，荷兰量子应用实验室(QAL)正式启动。QAL是一个新成立的公私研发合作伙伴关系，在其领先的平台上提供一支由科学家、研究人员、工程师、应用程序开发人员以及软件和硬件专家组成的独特团队，以探索量子计算的优势并将其推向市场。
QAL最初将专注于优化，模拟和机器学习应用程序。因此，它与量子Delta NL基金会(QDNL)的路线图完全一致。QAL将评估和支持其合作伙伴迈向“量子价值”和“量子优势”，并帮助他们制定研发战略并做出投资决策。（来源：荷兰国家数学和计算机科学研究所网站）
原文链接：
https://www.cwi.nl/news/2022/quantum-application-lab-opened
【印度-芬兰成立量子计算虚拟网络中心】
3月9日消息，印度国务部长吉坦德拉·辛格表示，印度和芬兰已经制定了建立印度-芬兰量子计算虚拟网络中心的详细计划；并表示印度已经确定了三个主要机构，即IIT Madras、IISER Pune和C-DAC Pune，将与芬兰对应机构合作建立该虚拟网络中心。（来源：The Economic Times网站）
原文链接：
三、产业进展
——国 内——
【达摩院量子芯片两比特门操控精度达到99.72%，为全球同类比特最高水平】
3月24日消息，阿里巴巴达摩院宣布量子实验室成功设计制造出两比特fluxonium量子芯片，实现了单比特操控精度99.97%，两比特iSWAP门操控精度最高达99.72%，在此类比特达全球最佳水平，是fluxonium优势从理论到实践的重要一步。
fluxonium是一种新型超导量子比特，与传统transmon相比，更能抵御外界电荷噪音的干扰，并且更接近于理想的2能级系统。理论上，fluxonium可以具备更高操控精度。不过在实践层面，fluxonium的高操控精度比transmon更难实现。（来源：阿里云微信公众号）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/BIXYkez8YL77DcrXoHa5bQ
【冷原子量子公司中科酷原获数千万元融资】
3月1日消息，冷原子量子精密测量和量子计算技术研发商中科酷原科技（武汉）有限公司完成数千万元A轮融资，独家投资方为中科创星。本轮融资主要用于量子精密测量仪器和原子量子计算的研发和产业化，进一步强化公司人才储备，提升公司核心竞争力，将系列化的量子精密测量仪器和量子计算产品在科研、教学和科普等领域进行推广和应用。中科酷原成立于2020年，核心团队源自中国科学院精密测量创新与技术研究院。（来源：中科酷原网站）
原文链接：
https://www.cascoldatom.com/sys-nd/14.html?fromColId=105
——国 际——
【国际空间站将进行量子通信技术演示】
3月7日消息，美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)表示，今年晚些时候在国际空间站进行的一项小型实验可能为未来的全球量子网络奠定基础。这项名为空间纠缠和退火量子实验(SEAQUE)的技术演示将在恶劣的太空环境中测试前述两种通信技术，这些技术可以使轨道节点安全地连接远距离的量子发射器和接收器。（来源：JPL官网）
原文链接：
https://www.jpl.nasa.gov/news/space-station-to-host-self-healing-quantum-communications-tech-demo
【KT与东芝数字解决方案合作，对混合量子密码通信进行质量评估】
3月28日消息，韩国主要通信运营商韩国电信（KT）将与日本合作，在首尔和釜山之间的远程测试网络上，使用东芝数字解决方案公司（Toshiba Digital Solutions）的设备和技术实现混合量子密码通信并进行质量评估，这将是世界上首次在长距离区段实现混合量子密码通信。据悉，KT和东芝数字解决方案将从2022年第二季度开始运营开放式QKDaaS（QKD即服务）测试平台，为期两年，以扩大其量子产业生态系统。（来源：Aju Business Daily网站）
原文链接：
https://www.ajudaily.com/view/20220328105424271
【希腊公共机构首次演示量子密钥分发技术】
3月14日消息，安全解决方案供应商Space Hellas公司与雅典大学的光通信和光子技术实验室合作，为希腊的一个公共机构实施并演示了量子密钥分发(QKD)技术的首次试点应用。该演示是在欧洲研究项目Open QKD的背景下进行的。正如希腊积极参与欧洲量子通信基础设施(Euro QCI)计划所表明的一样，此次行动完全符合该国在量子通信领域的国家战略。（来源：Space Hellas公司）
原文链接：
https://www.space.gr/en/news/quantum-key-distribution
【弗劳恩霍夫激光研究所（Fraunhofer ILT）与量子合作伙伴发起战略联盟】
3月7日消息，德国北莱茵-威斯特法伦州政府的领先大学和研究机构发出了“能力网络EIN Quantum NRW”的启动信号。在此次合作的准备阶段，弗劳恩霍夫激光研究所（Fraunhofer ILT）和量子计算公司QuTech开发了一种具有低噪声的量子频率转换器(QFC)，可以显著提高量子信息传输信噪比，这项创新工作能够通过电信服务提供商已经安装的光纤线路有效地传输量子信息。以此为基础，Fraunhofer ILT计划在由QuTech协调的跨国量子网络中建立第一个德国量子节点。（来源：Fraunhofer ILT网站）
原文链接：
https://www.ilt.fraunhofer.de/en/press/exclusive/photonic-quantum-technologies-rhenish-region.html
【量子计算公司Rigetti上市；D-Wave提交上市注册声明；Sandbox脱离谷歌母公司，聚焦AI+量子】
3月2日，Rigetti的股票正式在纳斯达克资本市场交易，股票代码为“RGTI”。Rigetti是通过与特殊目的收购公司Supernova合并上市的，这笔交易为其带来了2.6亿美元的收益，主要用于加速其多代量子处理器的开发。
3月16日，纽交所上市的特殊目的收购公司DPCM Capital宣布就其与D-Wave的拟议企业合并提交注册声明。合并预计将于2022年第二季度完成。完成后，D-Wave Quantum(两者新成立的母公司)普通股将在纽约证券交易所以“QBTS”的股票代码进行交易。
3月22日，SaaS（软件即服务）公司Sandbox AQ脱离谷歌母公司Alphabet，正式成立，将为客户提供利用量子技术和人工智能的解决方案。Sandbox AQ正在为电信、金融服务、医疗保健、政府、计算机安全和其他计算密集型行业开发商业产品。（来源：Rigetti、DPCM网站、美通社）
原文链接：
【英国航母将在军演中首次使用量子技术】
3月11日消息，英国皇家海军(Royal Navy)宣布，威尔士亲王号航空母舰将首次在北极地区的军事演习中使用量子技术——一种高度精确的原子钟。据称，这台设备提供了高度精确的时间信号，如果GPS等全球卫星导航系统的信号出现故障，它也能支持舰船的复杂作战系统进行同步。这是该技术首次在水面舰艇上使用，希望以此减少对GPS的依赖。（来源：Royal Navy网站）
原文链接：
【美国将量子计算与核聚变结合，提升聚变能源潜力】
3月28日消息，美国聚变能源防御系统公司Kronos通过将量子计算和聚变能整合到一个强大的项目中，利用量子设备、神经网络和机器学习的能力来处理大量数据，开发的强大模拟能够使建造聚变托卡马克的效率比现有反应堆高4000%，将使美国在聚变能源发电方面能力获得大幅提升。（来源：NEWSWIRE网站）
原文链接：
四、科技前沿
——国 内——
【基于QKD的10Gbps物理层加密传输】
中电科34所、南宁理工大学的研究人员采用独特的物理层/光信号调制方法和对称加密编码（强度调制Y-00密码），将QKD方案和20波DWDM传输结合实现了100公里光纤10Gb带宽的物理层加密传输。该成果3月15日发表于《Optics Communications》。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2021.127603
【随机后选择方法降低DI-QKD实现难度】
中国科学技术大学的研究人员提出一种随机后选择方案，使设备无关QKD（DI-QKD）对探测效率的要求降低到68.5%。DI-QKD通常要求极高的探测效率，否则无探测结果将会引入大量无效数据且造成高误码率。随机后选择方案只从特定子空间中提取有效结果，且由于针对完整数据进行熵评估而不会影响安全性。该成果3月18日发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.110506
【提高量子信号在散射信道的传输效率】
中国科学技术大学的研究人员基于波前整形技术克服高损耗散射信道（例如云、雾、霾等自由空间）对光信号的影响，使传输效率在典型条件下提高了约250倍，并在原本无法工作的信道上完成了偏振编码QKD实验。该成果3月16日发表于《Physical Review Applied》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.17.034045
【可信的远程量子感知】
中国科学技术大学的研究人员提出了一种可信的远程量子感知方案。远程传感会由于传感信号的测量缺陷或攻击者伪造信号等原因而破坏，基于纠缠态制备传感信号可以克服这些问题。研究人员在磁场探测场景中进行了该方案的试验，结果表明即便纠缠态有一定的噪声也依然可用。该成果3月25日发表于《Physical Review A》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.032615
——国 际——
【时间位qubit量子存储】
瑞士日内瓦大学、法国蔚蓝海岸大学的研究人员在稀土晶体中实现20ms时长的时间位qubit量子存储。稀土晶体量子存储是近期非常热门的方案，基于原子频率梳方案可以实现多模量子存储（西班牙光学所、中科大等单位的百qubit、数十ms量子存储成果可见2021年6月动态）。研究人员在掺铕钇硅酸晶体中也实现了基于自旋波的6个时间模量子存储，基于两个时间位qubit的存储进行相干性保持验证，经20ms存储后读出保真度达85%。该成果3月15日发表于《npj Quantum Information》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41534-022-00541-3
【超大型高速量子网络架构分析方法】
英国约克大学的研究人员提出了一种超大型（全球）量子网络架构的分析方法。该方法基于（图论的）弱规整性网络架构模型，可表征实际网络的连接性、空间拓扑等关键条件，并且在超大规模条件下分析最优架构。研究人员据此也分析了在全球通信场景中卫星链路优于光纤链路的条件。该成果3月25日发表于《PRX Quantum》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010349
【基于QKD网络的隐匿通信】
澳大利亚悉尼大学、英国Sheffield大学、Bristol大学、斯洛伐克科学院、意大利Bari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实验演示了城域网范围的多种匿名通信方案。该实验的关键是使用8节点之间的偏振纠缠态进行多方密码协议，典型协议能够保障n用户网络在共谋用户不超过n-2个时具有广播匿名性。该成果3月7日发表于《npj Quantum Information》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41534-022-00535-1
【基于QKD的实用化量子货币】
英国Cambridge大学、Bristol大学和加拿大Perimeter理论物理所的研究人员基于现有的QKD技术设计完成了安全量子货币实验。量子货币具有理论上不可伪造、即时验证和用户保密的安全特性，但是最初的量子货币方案由于需要量子存储而难以实现，而近两年提出的一类称为“S-money”的货币方案可以仅使用量子密码学实现而无需使用量子存储。研究人员在该方案和QKD的基础上进行设计，演示了具有实用性的实现方案。该成果3月11日发表于《npj Quantum Information》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41534-022-00524-4
【针对非理想探测器的CV-QKD安全证明】
意大利Bari理工大学和新加坡国立大学的研究人员针对连续变量QKD（CV-QKD），完善了平衡探测系统的实际安全模型。CV-QKD系统的安全分析通常假设探测系统的测量能力是连续且没有范围限制的，实际系统与这个假设模型的偏差会引入错误并影响组合安全性。研究人员在有限码长条件下定量评估了其影响，并给出了离散调制CV-QKD的组合安全性安全证明。该成果3月14日发表于《PRX Quantum》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010341
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