量子信息周報:美在全國推廣量子教育;加拿大將發射量子通信衛星

啟科專注量子信息處理技術的研發與應用

政策扶持

美國白宮公布了促進量子科學教育的合作夥伴關係

白宮科技政策辦公室表示，川普政府正在啟動一項全國性的教育合作，以擴大與主要公司和研究機構的K-12量子信息科學（QIS）教育的機會。除國家機構外，各類量子計算產學研組織也參與此計劃，包括亞馬遜網絡服務（AWS） 、波音公司、谷歌、IBM、洛克希德馬丁公司、微軟公司、伊利諾伊大學和芝加哥大學等，該計劃首先在中學和高中進行宣傳和教育。

（圖：合作夥伴成員）

Q-12教育合作夥伴關係承諾在未來十年內與美國的教育工作者合作，以確保提供一個強大的量子學習環境，該計劃內容包括開發量子教育教材教具，以及量子行業就業指導等。

美國首席技術官Michael Kratsios表示: 「量子信息科學是未來的一個關鍵產業，美國必須在這個產業中領導世界，現在我們將成為世界上首批向全國範圍內的 K-12學生和教育工作者提供量化教育工具和資源的國家之一。」

日本將在8個領域建立量子研發基地

據《日本經濟新聞》報導，為推動量子計算機等量子技術實用化，日本政府將構建產業、政府、科研一體化的研發體制，並在5年內陸續完善。在2020年度內成立負責整體管理和協調的主管機構，在8個領域建立核心研發基地。

8個研發基地包括：超導量子計算機、量子元件、量子材料、量子安全、量子生命、量子計算機利用技術、量子軟體、量子慣性傳感器與光晶格鍾等。

加拿大將發射量子通信衛星

美國Loft Orbital公司於8月4日宣布獲得一份太空飛行器平臺合同，將為加拿大的量子通信實驗安排發射任務。Loft Orbital公司與加拿大航天局量子加密與科學衛星（QEYSSat）任務的主承包商的霍尼韋爾公司籤署合同，但合同條款未披露。

（圖片來源：Loft Orbital）

加拿大的量子加密與科學衛星將利用光學地面站接收量子密鑰，對密鑰進行核驗後將其傳輸到另一個地面站。由於光纖傳輸限制在200公裡左右，因此這顆衛星將用於測試遠距離量子密鑰分發的能力。

產業動態

東芝和日本東北大學成功構建「防偷窺」量子密碼醫療系統

共同社消息，東芝公司和日本東北大學東北Medical Megabank機構（仙臺市）等表示在全球首次成功構建了一種系統，使用防止信息被偷窺的下一代技術「量子密碼通信」來傳送人類的遺傳信息（基因組），由醫生們在網絡會議上討論如何診斷。基因組是重要的個人信息，討論治療的會議也需要保密，因此活用量子密碼通信受到期待。

亞利桑那大學獲得2600萬美元構建「量子網際網路」

亞利桑那大學將獲得美國國家科學基金會提供的初始5年期2600萬美元的撥款以及額外的5年期2460萬美元的期權，與核心合作夥伴哈佛大學、麻省理工學院和耶魯大學一起，建立並領導一個新的國家科學基金會工程研究中心——量子網絡中心（Center for Quantum Networks）。

（圖片來源：亞利桑那大學校友會）

Rigetti 完成7900萬美元C 輪融資

Rigetti Computing 在一份聲明中宣布，它已完成由Bessemer Venture Partners牽頭的7900萬美元C輪融資，Franklin Templeton、Aluminal Ventures Group、DCVC、EDBI、Morpheus Ventures和Northgate Capital參與本輪融資。

（圖：Rigetti Computing）

Rigetti Computing創始人兼執行長Chad Rigetti說：「本輪融資將使其向市場提供量子優勢又近了一步。」 Rigetti擁有強大的風險投資支持，截止目前為止，Rigetti共進行了9輪融資，總融資金額達2.69億美金（約合18.7億人民幣）。

技術研發

俄羅斯成功捕捉單原子並拍照

來自俄科學院西伯利亞分院網站的報導，該分院半導體物理所與國立新西伯利亞大學、國立新西伯利亞技術大學的聯合科研團隊採用光鑷子成功捕捉銣元素單原子並約束40秒，並採用長焦鏡頭相機對約束原子進行了拍照。所獲階段性研究成果在量子計算機研發領域具有重要的意義，相關成果發布在學術期刊「量子電子」上。

科研團隊下一步的工作是完成高精度單量子位量子運算並過渡到二量子位量子運算，通俗的說，即通過改變並控制原子的電子狀態, 採用冷原子進行量子計算機邏輯元素的「準備」。此項研究得到了俄羅斯科學基金和前景研究基金的支持。

IBM研究人員意外地揭示了新的量子優勢證據

IBM量子計算部門Sergey Bravyi領導的研究團隊在進行一項研究時，原本目標是研究Clifford 群的結構特性，卻意外的發現了新的量子優勢，通過數學證明，在某些用例中，量子計算機的閾值超過了經典計算機。

該研究的預印本發布在arXiv上，論文展示了已知最小的計算下，對各自線路中的2（量子）比特門（量子計算與經典計算分別對應了量子比特和比特）進行計算，量子方法相較於經典的可逆計算機，其效率更高。這被稱為白盒（White Box）量子優勢。

「白盒」相較於「黑盒（Black Box）」式的量子優勢，區別在於，黑盒不了解內部工作原理，而白盒是顯式線路。黑盒算法通常涉及到發現由給定黑盒計算的函數的屬性。

創紀錄的十一維量子態，再次升級量子通信安全級別

南非威特沃特斯蘭德大學物理學院的Andrew Forbes教授領導的研究團隊日前在《雷射與光子學評論》雜誌發文宣布，他們成功地建立起一個具備十一個維度的量子傳輸協議，能讓十個締約方共享一條秘密信息。

美國陸軍通過新研究幫助發展混合量子計算

美國陸軍和馬裡蘭大學的研究人員首次證明了囚禁離子系統和中性原子系統的光子之間的雙光子幹涉是可能的，有助於加快未來量子計算機的進程。

（圖：Qudsia Sara Quraishi博士）

當兩個相同的光子從不同的輸入埠進入分束器，但它們通過同一個埠退出時，就會發生雙光子幹涉，也稱為Hong-Ou-Mandel效應。美國陸軍作戰能力發展司令部陸軍研究實驗室的物理學家Qudsia Sara Quraishi博士解釋說：「被捕獲的離子具有報導中最高的保真度量子操作，中性原子在操縱攜帶量子信息的光子方面表現出色。」

研究人員稱，通過與囚禁離子系統以及中性原子系統合作，未來的量子網絡將受益。

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