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    2021年6月國內外量子科技進展(總第23期)
    發布時間:2021-07-02 09:19:05 點擊瀏覽:

    20216月國內外量子科技進展(總第23期)


    【編者按】

    宏偉的大廈總是由許多大大小小的基石和支柱構成。在量子互聯的大廈藍圖中,前沿科技仍在不斷地打造更好的基石,從理論到實驗,從高精裝置到集成器件,從密鑰分發網到量子計算網……感謝您對科大國盾量子技術股份有限公司量子信息技術的關注,我們盡力檢索了國內外主流網站和期刊,摘錄出領域關聯度和重要度較高的部分科技產業動態和前沿研究成果,供讀者快速了解。



    一、本期頭條


    本月量子通信科研成果亮眼,無中繼光纖量子密鑰分發距離再創新高,量子中繼取得重要進展:中國科大實現現場光纖500公里量級量子密鑰分發;東芝演示實驗室內600公里量子密鑰分發;中國科大演示了量子存儲之間容量復用、預報式的量子糾纏分發;西班牙ICFO演示了量子存儲之間的通信波段預報式糾纏分發;德國馬普所演示了雙原子量子存儲的完整量子中繼能力和密鑰分發。

    原文鏈接:

    (技術詳情參見科技前沿)


    二、戰略和政策


    —— ——


    【安徽公布多項政策,推進量子科技研究及產業發展】

    日前,《安徽創新型省份建設促進條例》正式發布,并于202171日起施行?!稐l例》明確要支持和推進量子科學等戰略性前沿基礎研究,支持量子科技創新和產業發展,加強量子科技領域國際合作,積極建設量子中心,突破量子信息等關鍵核心技術瓶頸。

    67日,安徽省司法廳公布的《安徽省地方金融條例(草案)》提到,支持量子通信等新興科技在金融服務和地方金融監督管理的運用。(來源:安徽省科技廳、安徽省司法廳)

    原文鏈接:

    http://kjt.ah.gov.cn/public/21671/120408611.html

    http://sft.ah.gov.cn/lfyjzj/55711731.html


    【《山西省“十四五”新技術規劃》發布,加快推動量子通信等科研項目研發進度】

    610日,山西省政府發布的《山西省十四五新技術規劃》提到,山西省將圍繞量子科技等處于攻堅階段的新技術,加大科研要素保障力度,強化應用導向,加快推動量子通信、量子計算等科研項目研發進度,力爭早日實現技術突破。(來源:山西省人民政府)

    原文鏈接:

    http://www.jcgov.gov.cn/dtxx/sxyw/202106/t20210611_1421927.shtml


    【深圳十四五強化量子科技發展布局,培養量子細分產業】

    69日,深圳市發改委發布的《深圳市國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標綱要》中提出,推進量子等國家實驗室基地建設;加強量子信息等關鍵核心技術攻關;前瞻布局量子信息等前沿高端領域;強化量子科技發展系統布局,重點培育量子通信、量子計算等細分產業。(來源:深圳市人民政府)

    原文鏈接:

    http://www.sz.gov.cn/cn/xxgk/zfxxgj/ghjh/content/post_8854038.html


    —— ——


    【歐盟成立聯盟研究未來歐洲量子互聯網設計,放寬對非歐盟國家參與量子計算項目規定】

    近日,歐盟委員會選擇由公司和研究機構組成的財團來研究未來歐洲量?通信網絡 EuroQCI(量?通信基礎設施)的設計,該網絡將在整個歐盟的關鍵基礎設施和政府機構之間實現安全的通信。截至目前,已有26個成員國簽署了EuroQCI宣言,共同開發覆蓋整個歐盟的量子通信基礎設施。

    歐盟也于近期放寬了禁止一些非歐盟國家參與量子計算和空間項目的規定。其955億歐元歐洲地平線資助計劃將允許一些非歐盟國家加入此類項目,但歐盟將尋求特殊的保證,以避免利益受到損害。(來源:空客公司、Science 網站)

    原文鏈接:

    https://www.airbus.com/newsroom/press-releases/en/2021/05/a-consortium-of-european-digital-players-to-design-the-future-eu-quantum-internet.html

    https://www.sciencemag.org/news/2021/06/europe-loosens-funding-rules-non-eu-quantum-and-space-researchers


    【美英等7國正聯合開發基于衛星的量子加密網絡】

    611日,據外媒報道,在G7峰會上,美國、英國、日本、加拿大、意大利、比利時和奧地利7國宣布聯合開發一個基于衛星的量子加密網絡——“聯邦量子系統FQS)。FQS基于英國初創公司Arqit為商業客戶開發的一個利用衛星向客戶分發量子密鑰的系統,利用量子技術的突破來防范日益復雜的網絡攻擊。FQS將以某種方式實現封閉操作,以實現盟國之間的互操作性。參與國將統籌資源和資金以促進共同研究,計劃于2023年發射第一顆FQS衛星。(來源:Arqit網站,SpaceNews網站)

    原文鏈接:

    https://arqit-res.cloudinary.com/image/upload/v1623680872/Press/PRESSRELEASE_International_partners_and_Government_agencies_join_Arqits_Federated_Quantum_System_002_67_c8punt.pdf

    https://spacenews.com/governments-ally-for-federated-quantum-encryption-satellite-network/


    【俄總統代表:未來10-15年俄羅斯將建成成熟的量子通信網絡】

    621日消息,俄羅斯總統數字和技術發展問題特別代表德米特里?佩斯科夫表示,俄羅斯量子通信線路將在10-15年后進入工業使用,通信樣機已經研制成功并正在使用,可通過量子網絡實現兩個辦公室之間的語音通話;俄羅斯鐵路公司也于日前開通了莫斯科與圣彼得堡之間的俄首條量子保密通信干線。截至目前,這段長達700公里的量子網絡是歐洲最大的量子通信網絡。(來源:俄羅斯衛星通訊社)

    原文鏈接:

    https://sputniknews.cn/science/202106211033932009/


    【奧地利推出1.07億歐元量子計劃】

    近日,奧地利聯邦政府啟動了名為“量子奧地利” (Quantum Austria) 的項目,旨在加速發展量子研究和量子技術領域,并與產業界推動研究和應用落地。該項目由歐洲復原和恢復基金資助,并由聯邦教育、科學和研究部實施,資助金額為1.07億歐元 (約合人民幣8.3億元)。項目將持續至2026年,從今年開始,每隔三年進行一次招標。(來源:TQD網站)

    報告鏈接:

    https://thequantumdaily.com/2021/06/23/quantum-austria-offers-107-million-euros-for-quantum-research-and-quantum-technologies/


    【荷蘭建立量子國家總部】

    62日,荷蘭國家量子計劃Quantum Delta NL宣布在代爾夫特理工大學校園內建設12000平方米的量子之家(House of Quantum),并作為荷蘭的量子總部。量子之家帶有孵化園和實驗室,將是一個圍繞著創造未來量子技術和商業的公司、投資者和研究人員建設的生態系統,努力打造量子版硅谷。(來源:Quantum Delta NL網站)

    原文鏈接:

    https://quantumdelta.nl/netherlands-builds-house-of-quantum-national-headquarters-for-quantum-delft/


    【美國眾議院欲增加能源部40億資金預算,增加在量子技術方面的努力】

    近日,美國眾議院科學委員會提出了一項兩黨法案,建議國會在未來五年內將能源部科學辦公室的資金從 70 億美元增加到近 110 億美元,以擴大能源部在量子信息科學和高性能計算方面的努力。該法案在2018年《國家量子倡議法案》的基礎上,吸納了《科學技術量子用戶擴展法案》和《量子網絡基礎設施法案》中的條款。(來源:美國物理學會網站)

    原文鏈接:

    https://www.aip.org/fyi/2021/science-committee-envisions-expanded-doe-office-science

    法案鏈接:

    https://science.house.gov/imo/media/doc/DOE%20Science%20for%20the%20Future%20Act%20-%20Johnson-Lucas-Bowman-Weber.pdf


    三、產業進展


    ——國 ——


    【工信部發布量子隨機數相關標準】

    近日,國家工信部正式發布國內首個量子隨機數相關行業標準《基于BB84協議的量子密鑰分發 (QKD) 用關鍵器件和模塊 第3部分:量子隨機數發生器 (QRNG)》,適用于量子隨機數發生器,將于202171日起實施。該標準由國盾量子牽頭,中國信息通信研究院、中國電科、國科量子、華為、中興、北京郵電大學、山東量科、九州量子、濟南量子技術研究院等參與編制。(來源:CCSA網站)

    原文鏈接:

    http://www.ccsa.org.cn/standardDetail?standardNum=YD%2FT%203907.3-2021


    【濟南量子技術研究院設立成果轉化公司】

    為加快量子科技成果轉化的速度和效率,促進產學研深度融合和協同創新,68日,經濟南高新區批準,濟南量子技術研究院設立山東極量信息科技發展有限公司,作為研究院科技成果轉化和資產管理的平臺。(來源:JIQT網站)

    原文鏈接:

    http://www.jiqt.org/index/index/show/action/policy/id/167


    【易科騰”量信“APP正式發布,用量子技術保障移動辦公安全】

    624日消息,在2021年南京創新周期間,南京易科騰正式發布量信”APP產品,用以解決移動辦公信息安全問題。量信是一款量子安全通信和移動辦公應用軟件,集成量子密話、密信、密線、密會、密文等特色功能。使用量子設備產生的量子密鑰,可確保密鑰真隨機性,能從原理上抵御量子計算攻擊,為用戶的通信鏈路和辦公數據提供不可破解的加密保護。(來源:易科騰網站)

    原文鏈接:

    https://e-quantum.com.cn/Index/show/catid/25/id/160.html


    【第十七屆全國低溫物理學術討論會召開】

    63日至6日,全國低溫物理學領域最高水平的學術會議——第十七屆全國低溫物理學術討論會在浙江師范大學召開。國盾量子、國儀量子、本源量子、中船重工鵬力、牛津儀器等多家企業攜量子計算相關產品出席會議。北京大學的李源副教授和江穎教授以及中科院物理所的金魁研究員獲得了本屆馬丁·伍德爵士中國物理科學獎。(來源:第十七屆全國低溫物理學術討論會主頁、光子盒微信公眾號)

    原文鏈接:

    http://lt2021.cpsjournals.cn/

    https://mp.weixin.qq.com/s/sHsT8LYhNBzFKbXSbK0giA


    ——國 ——


    【英國標準協會(BSI)啟動量子技術標準工作組,推進量子技術產業標準化】

    近日,英國標準協會(BSL)在英國國家物理實驗室的支持下,設立量子技術標準工作組(ICT/1/1/2 quantum technology panel),并開始征集專家組成員,從國家層面開展量子技術(包括量子通信、計算、傳感等方面)相關標準工作。(來源:Quantic網站)

    原文鏈接:

    https://quantic.ac.uk/preview/influence-the-development-of-uk-national-standards-for-quantum-technologies/


    【俄羅斯QRate公司用QKD設備安全護航自動駕駛汽車】

    61日消息,俄羅斯科研公司QRate,與 Innopolis大學合作,成功地使用量子通信設備保護自動駕駛汽車。據悉,研究人員在車輛加油或充電(電動汽車)期間通過光纖完成車輛和數據中心之間的量子密鑰分發,并在車輛和數據中心之間建立一個穩定的無線(4G)通信通道,并通過使用量子對稱密鑰的OpenVPN進行加密保護。該實驗的成功證明了量子密鑰分發(QKD)技術用于車輛網絡安全系統和智能城市關鍵基礎設施的普遍可能性。(來源:TQD網站)

    原文鏈接:

    https://thequantumdaily.com/2021/06/01/qrate-demonstrates-protection-for-autonomous-vehicles-with-qkd-device/


    【美國量子安全公司欲將量子密鑰分發技術應用于地月通信基礎設施】

    615日,美國量子安全公司Quantum Xchange宣布加入一個私人太空通信公司CommStar及國際通信公司、衛星制造商和技術提供商組成的團隊,以改變空間通信的傳遞、操作和訪問方式。CommStar端到端數字服務平臺將采用Quantum Xchange的量子安全密鑰分發系統,以保護移動數據,從而端到端地保護整個地-月通信網絡。(來源:Quantum Xchange網站)

    原文鏈接:

    https://quantumxc.com/quantum-xchange-teams-with-commstar-to-protect-advanced-earth-to-moon-communications-infrastructure/


    IDQ聯合SK電訊、Octacto推出配置量子隨機數發生器的指紋識別安全鑰匙】

    615日消息,量子安全公司ID Quantique和韓國電信巨頭SK電訊、生物認證初創公司Octacto聯合開發,推出了配置量子隨機數發生器的指紋識別安全鑰匙EzQuant,以克服認證漏洞。EzQuant是量子技術與基于快速在線身份識別(FIDO)的卡型指紋安全鑰匙的結合,這是一種在在線環境中使用生物識別技術(如指紋)執行個人身份驗證的技術,無需ID或密碼?;诹孔蛹夹g的生物特征安全密鑰有望在未來的國防、在線管理和智能辦公室中得到應用。(來源:IDQ網站)

    原文鏈接:

    https://www.idquantique.com/sk-telecom-octacto-and-id-quantique-unveil-the-worlds-first-fingerprint-recognition-security-key-equipped-with-a-quantum-random-number-generator-qrng/


    SK電訊敲定拆分,新設公司將致力于包含量子科技在內的半導體和信息通信技術】

    610日消息,韓國電信巨頭SK電訊宣布董事會批準通過橫向分拆將公司拆分為SK電訊(存續實體)和SKT投資(新實體,暫定名)兩家獨立公司的計劃。其中,拆分出的SK電訊是維持穩定增長的人工智能和數字基礎設施公司,新設立的SKT投資是投資半導體和信息通信技術(ICT)的公司。其中新設公司旗下將擁有包含ID Quantique在內的16家公司,進一步推進其在半導體及信息通信技術領域的發展和投資。(來源:SKT網站)

    原文鏈接:

    https://www.sktelecom.com/en/press/press_detail.do?page.page=1&idx=1510&page.type=all&page.keyword=


    【十家德國公司聯合成立量子技術和應用聯盟】

    610日消息,十家德國公司宣布聯合成立量子技術與應用聯盟 (QUTAC),以將現有量子計算基礎研究提升到大規模工業應用的水平。聯盟創始公司包括巴斯夫、寶馬集團、勃林格殷格翰、博世、英飛凌、默克、慕尼黑再保險、SAP、西門子和大眾。該聯盟的目標是識別、開發、測試和共享量子計算應用程序,并確定資金需求。(來源:QUTAC網站)

    原文鏈接:

    https://www.qutac.de/quantum-technology-and-application-consortium-qutac-2/?lang=en


    四、科技前沿


    —— ——


    【基于吸收型多模固態量子存儲實現容量復用、預報式糾纏分發】

    中國科大郭光燦院士團隊利用吸收型量子存儲演示了預報式、容量復用的存儲間糾纏分發,突破了以往發射型(內置型)量子存儲難以兼得上述兩種性質的局限,是一種很有實用前景的量子中繼路線。其中量子存儲基于稀土晶體(摻銣釔釩酸)實現,利用光頻梳方案可以存儲100模的光子,工作于1.5K低溫條件下具有約99%的讀寫保真度,對于寫入光子具有良好的兼容性和高帶寬。實驗利用440nm、1GHz光源通過參量下轉換產生糾纏對,利用超導探測器進行雙光子貝爾態測量,每間隔0.6ms進行一次存儲讀寫,在3.5m距離下演示了每秒約6000對偏振光子預報式糾纏分發的結果,總體保真度為80.4%。研究成果62日發表于《Nature》。

    論文鏈接:

    https://doi.org/10.1038/s41586-021-03505-3


    【現場光纖無中繼量子密鑰分發距離突破500公里】

    中國科大、濟南量子院等研究人員聯手創造了現場光纖無中繼量子密鑰分發距離的世界紀錄。國盾量子為該實驗提供系統控制硬件開發支持。

    研究人員使用雙場(TF-QKD)協議,通過克服遠距離現場光纖對雙場干涉的一系列影響,分別實現了428公里(激光注入鎖定方案)和511公里(時頻傳遞方案)無中繼量子密鑰分發,線路傳輸損耗分別為79.1dB89.1dB,成碼效率分別為每脈沖4.8×10E-83.37×10E-8。相關措施包括:分別采用激光注鎖和時頻傳遞方案進行遙遠激光器之間的波長/頻率鎖定;通過同步序列光和后處理進行時鐘鎖定和溫差導致的光程漲落補償,實現光子到達時間偏差小于10ps;通過相位參考序列光和后處理進行相位差評估和補償,通過實時偏振監測進行偏振擾動補償,通過光強適配、濾波和時域篩選等措施消除相鄰光纖經典業務、鎖頻光背向散射、光放大器噪聲等造成的現場光纖特有串擾,極大降低系統噪聲。

    研究成果分別發表于622日《Physical Review Letters》(編輯推薦)和621日《Nature Photonics》。

    論文鏈接:

    https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502

    https://www.nature.com/articles/s41566-021-00828-5


    —— ——


    【固態量子存儲間實現通信波段預報式糾纏分發】

    西班牙ICFOICREA兩所研究院聯手,首次實現基于通信波段傳輸的固態量子存儲間預報式糾纏分發。其中量子存儲基于稀土晶體(摻鐠釔硅酸)實現,利用光頻梳方案存儲62模的光子,有效保真的存儲時間大于25微秒,可以支持5公里光纖上的量子中繼。其糾纏光源使用了I型腔增強自發參量下轉換方案,將426nm泵浦光轉化為1436nm閑頻光和606nm信號光的糾纏,通過腔長(1.2米)的納米級偏差控制確保了光子的全同性。實驗演示50m光纖上的存儲間糾纏分發,預報式產生糾纏對的速率達到1.4kHz。研究成果63日發表在《Nature》。

    論文鏈接:

    https://doi.org/10.1038/s41586-021-03481-8


    【光纖無中繼量子密鑰分發距離突破600公里新紀錄】

    東芝歐洲公司研究人員提出了一種新方案用于補償遠距離光纖上的相位漲落,并在實驗室內演示了最遠距離達605公里(104.8dB)雙場量子密鑰分發,成碼效率為每脈沖1.77×10E-9,距離和效率均超越以往的遠距離實驗。新方案采用雙波段參考光和量子信號光共纖傳輸來補償相位漲落,其中一個波段與量子信號隔開(避免瑞利散射干擾量子信號)用于快速主動補償,另一個波段參考光與量子信號同波段、同等強度,慢速補償剩余偏差。該方案改變了以往方案中需要同波段強參考光的要求,從而擺脫了原方案時分復用影響效率和雙向散射限制信噪比的不足,并且無需超穩腔和復雜的光學調制。研究成果67日發表于《Nature Photonics》。

    論文鏈接:

    https://doi.org/10.1038/s41566-021-00811-0


    【雙原子腔量子存儲演示量子中繼和密鑰分發】

    德國馬普所研究人員首次演示了量子中繼節點的多項核心功能并驗證了無條件安全密鑰分發能力。該量子中繼以束縛在光腔二維光晶格上的兩個銣原子為量子存儲,通過腔QED技術對原子進行全局及獨立操控,實現了兩路糾纏建立效率22.13%(原子激發態制備66%、原子-光子糾纏產生69%、傳輸耦合效率85%、探測效率68%)、原子糾纏交換(貝爾態測量)效率5.07%,且原子長相干保持時間可達20ms。利用該中繼器也進行了基于糾纏的無條件安全密鑰分發原理性驗證,系統的誤碼率總計約8%,滿足低于11%的成碼閾值要求。另外,已有一些改進措施預期可將相干保持時間提升至40ms、原子糾纏貝爾態測量效率提升至10%、協議保真度提升2%,預期可以在30km級(~7dB)線路上實現10E-5的密鑰效率。研究成果611日發表在《Physical Review Letters》。

    論文鏈接:

    https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.230506


    【硅光芯片支持全天時衛星量子密鑰分發】

    意大利帕多瓦大學研究團隊為全天時衛星量子通信系統設計了一款輕量化、低功耗的QKD編碼芯片。該硅光芯片集成了多個MZ干涉儀、熱光調制器、載流子耗盡調制器等器件,支持對1550nm波段進行誘騙態和偏振調制,從而適用于白天自由空間QKD。芯片核心尺寸為5mm×5mm,封裝后體積為1.2cm×1.5cm×1.2cm。該芯片也結合空間QKD系統進行了外場測試:在距離145m、接收半角視場5μrad、接收端光纖耦合效率約8.5%等條件下,整個白天的QKD試驗中平均錯誤率0.5%、成碼率30kbps。研究成果68日發表在《npj Quantum Information》。

    論文鏈接:

    https://www.nature.com/articles/s41534-021-00421-2



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