周报丨中科大80后教授获美国物理学会量子计算奖

光子盒研究院出品

本周头条

陆朝阳获美国物理学会量子计算奖

2020年10月6日，美国物理学会（American Physical Society）公布，授予中国科学技术大学陆朝阳教授2021年度“兰道尔-本内特量子计算奖”（Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing），表彰他“在光学量子信息科学，特别是在固态量子光源、量子隐形传态和光量子计算方面的重要贡献”。

近年来，随着各个国家的大力支持和产业界的雄厚资金投入，量子信息科学发展迅猛，被称为“第二次量子革命”。由于该领域的重要性，美国物理学会在2015年专门新设立了“兰道尔-本内特量子计算奖”，用于表彰在量子信息科学领域—特别是在利用量子效应实现经典方法无法完成的任务方面—做出杰出贡献的科学家。

背景：

陆朝阳1982年生于中国浙江。他于2004年获得中国科学技术大学（USTC）的学士学位，并于2011年获得了剑桥大学卡文迪许实验室的物理学博士学位。他目前是中国科学技术大学的物理学教授。他目前的研究兴趣包括量子计算、固态量子光子学、多粒子纠缠、量子隐形传态和原子阵列。

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https://quantum.ustc.edu.cn/web/node/890

Los Alamos实验室提出一种新的量子算法，可以跳过退相干所施加的时间限制

近年来的实验表明，量子计算机具有在几秒钟内解决问题的潜力，然而要确保量子计算机能够在量子退相干之前运行有意义的模拟仍然是一个挑战。

Los Alamos实验室的研究人员开发的变分快速转发（VFF）算法是经典与量子计算的结合。尽管公认的定理排除了对于任意量子模拟具有绝对保真度的一般快速转发的潜力，但是研究人员通过在中间时间容忍较小的计算误差来解决该问题，以便提供有用的（即使略微不完善的）预测。

该过程的特殊之处在于，与构成要快速转发的量子计算机的速度相比，快进计算所需的量子位要多两倍。例如，在最新发表的论文中，研究小组通过在两量子位计算机上实施VFF算法来快速推进将在一量子位量子模拟中执行的计算，从而证实了他们的方法。

该研究成果发表在《自然》杂志《量子信息》学刊上。

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https://www.lanl.gov/discover/news-release-archive/2020/October/1005-quantum-computer-algorithm.php

国家战略

美国国家量子计划网站启动

美国国家量子计划（National Quantum Initiative）正式启动了其网站quantum.gov。

美国国家量子计划的法律依据是2018年12月签署的《国家量子倡议法案》。该法案的目的是确保美国在量子信息科学及其技术应用方面继续保持领导地位。它提供了一个协调的联邦计划，以加速量子研究和开发，以促进美国的经济和国家安全。

该计划提供了一个总体框架，以加强和协调美国部门和机构，私营部门行业以及学术界的QIS研发活动。

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https://thequantumdaily.com/2020/10/07/u-s-s-national-quantum-initiative-launches-website/

12家欧洲公司和研究机构联合起来促进量子计算产业

量子计算应用程序（NEASQC）项目汇集了由量子计算、高性能计算、人工智能以及化学和能源管理领域的学术和行业专家组成的多学科联盟。

NEASQC旨在证明，尽管要保证完全容错的量子计算的数百万个量子位仍然相距遥远，但NISQ设备仍将在不久的将来面世。

当运行某些应用程序时，NISQ计算可以提供显着的优势，从而为用户特别是工业用户带来改变游戏规则的优势。NEASQC联盟已选择了9个与NISQ兼容的工业和金融用例，并将开发新的量子软件技术来解决这些具有实用量子优势的用例。

NEASQC项目汇集了来自8个欧洲国家的12个组织，并由Atos协调。该项目为期4年，预算为467万欧元，由欧洲委员会根据“Horizon 2020”计划提供资金。于10月5日启动。

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https://www.hpcwire.com/off-the-wire/12-european-companies-and-research-labs-join-forces-to-boost-industrial-quantum-computing-applications/

Miraex被选中协助NASA研究量子传感器

7月29日，由业务合作伙伴Aperio Global和IBM分包的Miraex SA被选中参加2020年NASA科学任务理事会企业家挑战的决赛。

经评估，Miraex与Aperio团队一起跻身前十名。最终，Miraex的解决方案被选中来支持NASA在量子传感方面的工作。

Miraex开拓了量子传感器的商业应用领域，它希望将太空级的工艺技术带入现实，并逐步进入未来的工业技术市场。

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https://innovation-opportunity-conference.com/

加拿大领先的量子技术公司发起“加拿大量子产业”协会

加拿大领先的量子技术公司发布公告说，他们将发起“加拿大量子产业（QIC）”协会，其使命是确保加拿大的量子创新和人才转化为促进加拿大的商业发展和经济繁荣的力量。

该行业协会的24个创始成员拥有加拿大商业化程度最高的量子技术，涵盖了量子计算、量子传感、量子通信和量子密码等领域的应用。

该联盟总部位于加拿大多伦多市，每季度开会一次。QIC的创始成员包括：D-Wave、1Qbit、Xanadu、Zapata、ISARA等。

成立QIC的目的是，确保加拿大在这一新兴产业中保持全球领先地位，并抓住多年来公共部门对科学研究的投资所创造的机遇。该协会将与政府合作，从国家战略上支持这一新兴产业。

加拿大国家研究委员会(NRC)已经确定量子技术是一个价值1424亿美元的机会，到2040年将可以为加拿大22.9万人提供就业机会。

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https://www.itworldcanada.com/article/canadian-quantum-computing-firms-partner-to-spread-the-technology/436742

商业动态

Atos支持ECMWF高性能计算、人工智能和量子计算中心建设

欧洲中期天气预报中心(ECMWF)宣布成立一个新的气象和气候领域的高性能计算、人工智能和量子计算中心，该中心设在英国雷丁。

该中心配备了Atos最新的Bull Sequana超级计算机，Atos也将直接与ECMWF的科学家合作开发新技术以支持新一代天气预报,帮助提高发现气候和天气变化以及创新,并帮助准备ECMWF未来高性能计算和数据处理架构。

该中心将为他们的国际研究团队提供新兴的人工智能和量子计算技术和专业知识，并受益于即将在意大利博洛尼亚部署的ECMWF的高性能计算(HPC)资源，设立该中心的目的是支持ECMWF科学家在中长期天气预报和预测以及全球气候模型方面的工作。

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https://www.globenewswire.com/news-release/2020/10/05/2103263/0/en/Atos-and-ECMWF-launch-Center-of-Excellence-in-Weather-Climate-Modelling-to-support-researchers-with-HPC-AI-and-quantum-capabilities.html

Quantum Machines开发用于控制和操作量子处理器的系统

Quantum Machines为量子处理器的控制和操作提供了经典硬件和软件的组合，该公司称其为量子编配平台（QOP），有一个用于编程的软件界面。

量子计算机可以解决非常复杂的任务，业界的大部分注意力都集中在量子处理器上，但随着这些机器变得越来越强大，最经典的部分——用于量子计算模拟世界的数字命令转换系统——正成为瓶颈。

Quantum Machines已经建立了自己的定制脉冲系统，可以处理多量子位操作，同时独立于与之交互的量子处理器。

跨国公司和研究机构正在与Quantum Machines合作，采用它的平台，任何开发量子处理器的公司或机构现在都可以购买量子编配平台来运行最复杂的算法。

基本的软件接口是它的量子汇编器QUA，使用QM的脉冲级量子计算编程语言QUA，QOP将经典代码转换为量子汇编语言，然后可以在任何量子处理器上运行。

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https://www.eetimes.com/the-future-of-the-quantum-computing-stack/#

Nu Quantum筹集210万英镑的种子资金，用于开发商业量子光子学硬件

Nu Quantum宣布已筹集210万英镑的种子资金，帮助其打造商业量子光子学硬件。融资由Amadeus Capital Partners牵头。

这家来自剑桥大学的量子初创公司，正在为量子光子学开发硬件解决方案，使用单光子为密码学和模拟提供解决方案。这笔融资将用于建设一个先进量子光子学实验室，以及开发量子随机数发生器。

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https://www.verdict.co.uk/nu-quantum-funding-photonics/

Aliro Quantum推出了第一款用于计算和网络的软件产品

2019年从哈佛量子信息科学实验室分拆出来的软件公司Aliro首次推出了两款产品。

Aliro Q.Compute(AQC)是一个独立于硬件的量子计算开发环境，它将采用QASM、pyQuil或其他量子语言编写的量子程序，并对其进行优化，以在不同的硬件平台上运行。Aliro Q.Network(AQN)是一个量子网络模拟器，可以帮助创建网络架构、优化网络协议、建模控制方案和运行应用程序。

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https://finance.yahoo.com/news/aliro-surges-ahead-leader-quantum-120000908.html

IBM为全世界5000名学生提供免费的量子教育

The Coding School（TCS）正在与IBM量子合作，为5000名高中及以上学生提供首个量子计算课程，旨在让量子教育在全球普及。

学生必须提交一份300-600字的声明，讨论未来的职业目标和抱负，他们以前学过的科学、技术、工程和数学（STEM）课程，他们为什么有兴趣学习更多关于量子计算的知识。该课程不希望学生有STEM或量子知识。

10月9日和10月15日两轮滚动录取。想要参加课程的学生必须尽快申请，申请时间靠后的学生只有在课程能力允许的情况下才被录取。

申请链接：

https://www.qubitbyqubit.org/register

Light Rider推出量子LiFi技术来打造下一代网络安全

量子LiFi公司Light Rider首次推出两款量子加密产品，有望为企业和个人的网络安全带来革命性的变化。该公司是首家将LiFi和量子加密技术结合起来的公司，LiFi是一种利用光在设备之间传输数据的无线通信技术，而量子加密技术则适用于个人用户。Light Rider的前两款产品为用户提供了即时量子加密，LiFi基础设施将在未来推出。

通过结合这两项技术，Light Rider正在构建一种新型无线网络，这种网络具有无与伦比的安全性、更高的速度和更低的延迟。

Light Rider的产品套件使用光来传输和加密数据，而不是传统的无线电波来连接Wi-Fi，从而降低了安全风险。通过使用用户物理工作空间中现有的光，未经允许的个人不能远程访问连接，这几乎不可能被黑。此外,所有Light Ride产品利用量子计算的力量来加密数据，以确保最大的安全。

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https://www.businesswire.com/news/home/20201006005277/en/

科技前沿

雷神技术公司研究用于空间领域感知的量子雷达

雷神技术公司的情报和空间业务部门正在进行量子雷达研究，该雷达可以帮助探测、识别和跟踪地球轨道上的卫星和其他人造物体，以提高空间领域的感知能力。研究团队开发了一个量子雷达网络模型，并使用hyper TRAC对象跟踪程序进行了模拟。

研究表明，与地面光电深空监视系统相比，创建的模型在跟踪精度和探测灵敏度方面显示出更好的结果。

高级工程研究员Darin Koblick说：“通过将一束激光光子一分为二，可以产生纠缠。一半的光子束可以作为信号发出，另一半可以留在传感器内。这些纠缠在一起的信号光子很可能会击中一些东西，比如目标，然后反弹回传感器。”

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https://blog.executivebiz.com/2020/10/raytheon-technologies-studies-quantum-radars-for-space-domain-awareness/

科学家发现了物质的量子自旋液态的证据，这很有可能用于未来的量子计算机

佛罗里达州立大学国家高磁场实验室的科学家们使用一种新技术发现了量子自旋液体的证据，这种物质状态有望成为未来量子计算机的基础材料。

研究人员在研究三氯化钌化合物中电子自旋时发现了这种行为。他们的发现表明电子自旋在材料中相互作用，有效地降低了整体能量。这种与量子自旋液体一致的行为在三氯化钌中被检测到在高温和高磁场下。

他们的技术包括将三氯化钌样品安装在一根头发大小的悬臂上。他们重新设计了一个类似于石英晶体表的石英调谐叉，让它在磁场中振动悬臂。他们不是用它来精确地报时，而是通过测量振动频率来研究三氯化钌的自旋与外加磁场之间的相互作用。他们在国家磁力实验室的两个强力磁铁上进行了测量。

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https://phys.org/news/2020-10-scientists-evidence-exotic-state-candidate.html

产生光子以在量子计算系统中进行通信

麻省理工学院的研究人员使用连接到微波传输线的超导量子位，已经证明了量子位可以如何按需产生量子处理器之间进行通信所需的光子或光粒子。这一进步是实现互连的重要一步，互连将使模块化量子计算系统以比传统计算机所能达到的指数级速度执行运算。

“模块化量子计算是一种通过在多个处理节点上共享工作量来实现大规模量子计算的一种技术，”该主题的论文的第一作者，麻省理工学院研究生Bharath Kannan说，“但是，这些节点通常不在同一位置，因此我们需要能够在远处之间传递量子信息。”

Kannan说：“在这项工作中，我们还没有执行处理器之间的通信，而是展示了我们如何产生对量子通信和互连有用的光子。”

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https://news.mit.edu/2020/generating-photons-communication-quantum-computing-system-1007

UNM的Acosta教授因“基于钻石量子传感器的核磁共振显微镜”项目而获得NIH奖

Victor M. Acosta作为美国国家卫生研究院高风险、高奖励研究计划的一部分，获得了2020年度创新奖。Acosta是新墨西哥大学（UNM）高科技材料中心（CHTM）的成员。

他的项目“基于钻石量子传感器的核磁共振显微镜”旨在使用量子比特来识别和计数具有单个生物细胞水平分辨率的分子。

详情：

https://news.unm.edu/news/acosta-receives-new-innovator-award

-End-

1930年秋，第六届索尔维会议在布鲁塞尔召开。早有准备的爱因斯坦在会上向玻尔提出了他的著名的思想实验——“光子盒”，公众号名称正源于此。