一周要闻 | 瞄准中国？英国管制量子计算低温技术

摘要

▪ 国产超500比特量子计算芯片发布

▪欧盟委员会投资1.12亿欧元 推动AI和量子技术发展

▪ 英国收紧对量子计算相关低温技术的出口控制

▪济南量子研究院获批承担ISO/IEC JTC 3国内技术对口单位

政策战略

一、国际

①欧盟委员会投资1.12亿欧元 推动AI和量子技术发展

4月23日，欧盟委员会根据《地平线欧洲2023-2024年数字、工业和空间工作计划》，发起人工智能（AI）和量子技术研究与创新提案征集活动。该计划将投资1.12亿欧元，其中4000万欧元将用于量子技术领域，具体包括用2500万欧元创建一个泛欧洲的量子重力仪（重力传感器）网络，可提供高精度的重力测量，可应用于地球观测和土木工程等领域。另外1500万欧元将投资量子技术领域的跨国研发项目，确保欧盟在全球量子技术竞赛中保持领先地位。（来源：欧盟委员会官网）

https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/news/commission-invests-eu112-million-ai-and-quantum-research-and-innovation

②韩国将2025年量子技术投资预算翻倍

4月25日，韩国科技部表示，韩国将发起一项计划，力求到2030年成为人工智能芯片、先进生物学和量子技术等“游戏规则改变者”行业的三个领先国家之一。韩国总统科学技术咨询委员会召开会议，决定通过《改变游戏规则的技术倡议》，加大对以上技术的投资。其中，韩国政府将2025年量子科学领域预算增加一倍以上，主要用于开发量子计算机的量子处理器单元及量子算法、软件、网络和传感技术，增强韩国在量子领域的能力。（来源：韩联社）

https://m-en.yna.co.kr/view/AEN20240425010200320

③英国收紧对量子计算相关低温技术的出口控制

近日消息，英国将加强对量子计算至关重要的低温设备，及其他敏感技术出口的审查，防止中国和其他被视为威胁的国家可能滥用这些设备。英国副首相Oliver Dowden宣布，对英国公司量子计算技术的出口和外国投资进行全面审查。据悉，此次英国政府的表态和采取的措施，主要针对中国日益进步的量子技术，具有较强的政治意涵。（来源：每日电讯报）

https://www.telegraph.co.uk/business/2024/04/17/britain-cracks-down-on-quantum-computing-exports/

④日本经济产业省宣布加大对量子技术等先进技术的出口管制

4月26日，日本经济产业省宣布，加强对量子技术等尖端技术转移的限制，即使不受现行《外汇和外贸法》的管制，也必须事先向经济产业省报告，防止日本具有优势的新兴技术被转用于军事用途或泄露的风险。（来源：日本经济新闻社）

https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUA265EA0W4A420C2000000/

⑤澳大利亚投资1840万澳元 建立国家量子技术中心

4月27日，澳大利亚阿尔巴尼亚政府向悉尼大学投资1840万澳元，用于建立国家量子技术中心Quantum Australia，推动量子产业和量子生态的发展。该中心将通过促进合作研发创新，支持量子技术的应用、开发和商业化；推动产业、研究和政府之间的合作，从而在国内和国际量子生态系统中建立联系；开展相关教育，以提高社会各行业对新兴量子技术的影响和机遇的认识；以负责任和包容的方式发展量子技术，支持澳大利亚量子产业的发展。（来源：澳大利亚工业和科学部官网）

https://www.minister.industry.gov.au/ministers/husic/media-releases/albanese-government-delivers-184-million-national-centre-grow-quantum-industry

⑥英国与新西兰达成合作 计划使用量子技术进行地震和海啸预警

4月23日，英国科学大臣安德鲁·格里菲斯宣布，英国和新西兰的研究人员，将利用英国国家物理实验室在量子系统方面的技术开展研究，利用海底光纤电缆提高地震和海啸的预警能力。英国将通过国际科学合作伙伴基金为该项目投资 75 万英镑。（来源：英国政府官网）

https://www.gov.uk/government/news/uk-agrees-research-deal-with-denmark-and-partnership-with-new-zealand-to-improve-tsunami-and-earthquake-detection

二、国内

①工信部等三部门建设中关村世界领先科技园区 多维度布局量子信息技术

4月25日，工业和信息化部、科学技术部、北京市人民政府发布《中关村世界领先科技园区建设方案（2024—2027年）》。方案从多方面举措打造全球领先的原始创新策源地，其中包括：

加速前沿技术研发。加快量子计算、量子通信等方向关键技术攻关，持续推进量子计算芯片和测控系统研发，支持量子算法、操作系统和应用软件开发。

开辟未来产业新领域。面向量子信息、通用人工智能等重大前沿技术领域，布局发展新赛道，推动形成首创产品。培育量子信息技术产业生态，推动量子信息技术在金融、大数据计算、医疗健康等领域的应用创新。

增强前沿科技创业服务能力。围绕人工智能、量子信息等前沿科技领域，建立科学家与风险投资机构、孵化机构、企业常态化对接机制。

加强知识产权保护和运用。聚焦人工智能、量子信息等重点前沿科技领域，鼓励创新主体建立前沿科技专利池，加强产业技术攻关与知识产权协同联动。（来源：工业和信息化部官网）

https://wap.miit.gov.cn/jgsj/ghs/wjfb/art/2024/art_6b5211e1b02d4544830c678d36b28507.html

②湖北加快培育新质生产力 前瞻布局量子科技与“量子+”产业

4月26日，湖北省人民政府办公厅发布《关于加快培育新质生产力推动高质量发展的实施意见》。意见指出，加快未来产业前瞻布局。其中包括实施量子科技攻关工程，突破量子精密测量、量子通信、量子计算等核心技术，培育布局“量子+”产业。（来源：湖北省人民政府官网）

https://www.hubei.gov.cn/zfwj/ezbf/202404/t20240427_5172665.shtml

③北京建设算力基础设施 推进量子计算等先进技术研发

4月24日，北京市经济和信息化局、北京市通信管理局发布《北京市算力基础设施建设实施方案（2024—2027年）》。方案指出，支持硅光芯片、量子芯片、存算一体等新型技术路线发展突破，鼓励算力基础设施建设采用安全可靠软硬件产品。在推进算力产业自主创新的重点任务中，推动量子计算等先进技术的研发。（来源：北京市经济和信息化局官网）

https://jxj.beijing.gov.cn/zwgk/zcwj/bjszc/202404/t20240425_3637615.html

产业进展

一、国际

①东芝欧洲与Single Quantum合作 实现远距离量子密钥分发部署4月22日，日本东芝欧洲公司与荷兰高科技公司Single Quantum合作，成功验证了量子密钥分发（QKD）技术在远距离光纤部署中的应用。结合东芝的QKD技术和Single Quantum的超导纳米线单光子探测器，两家公司在单根光纤链路上，将QKD的传输距离从150公里扩展到300公里以上。（来源：东芝网站）

https://www.toshiba.eu/quantum/news/toshiba-europe-and-single-quantum-partner-to-provide-extended-long-distance-qkd-deployment-capability/

②西班牙电信Telefónica联合多家公司 推出物联网设备量子安全连接技术

4月25日，西班牙电信公司Telefónica、IDEMIA安全交易公司、量子密码公司Quside宣布，联合推出专门面向工业物联网设备的量子安全连接，为量子计算在互联网中的应用铺平道路。该项目引入了量子安全SIM卡和传输层安全协议，该加密协议无需更改硬件即可部署，并能生成更强的量子随机技术，实现更安全的连接和更高效的计算，特别适用于长期使用设备的工业公司。（来源：Telefónica网站）

https://www.telefonica.com/en/communication-room/press-room/telefonica-idemia-secure-transactions-and-quside-launch-quantum-safe-connectivity-for-iot-devices/

③Quside与Equinix合作 推出基于量子随机数生成器的安全解决方案

4月24日，西班牙量子随机数生成器开发商Quside与全球数字基础设施公司Equinix宣布合作。通过Equinix全球互联的Equinix Fabric网络，企业可通过专用连接，访问到基于Quside量子随机数生成技术开发的网络安全解决方案。（来源：Quside网站）

https://quside.com/quside-is-now-working-with-equinix-to-protect-businesses-against-cyber-attacks-with-its-entropy-solution/

④剑桥大学及合作伙伴获350万美元资助 探索量子计算在人类健康研究中的潜力

4月25日消息，由剑桥大学、惠康桑格研究所和欧洲生物信息学研究所的研究人员领导的合作项目，已获得350万美元的资金，该项目旨在通过构建、增强和分析大型人群样本的泛基因组数据集，探索量子计算在提升人类健康研究中的潜力。团队计划开发量子计算算法，以加速泛基因组的生产和分析，研究成果不仅将推动生物医学和量子计算的前沿研究，还有望为高性能计算带来革命性的改变。该项目是全球12个入选惠康Leap量子生物（Q4Bio）支持挑战计划的项目之一。（来源：Cambridge Network网站）

https://www.cambridgenetwork.co.uk/news/researchers-aim-analyse-pangenomes-using-quantum-computing

⑤麦肯锡第三期《量子技术监视器》：量子技术发展势头强劲

4月24日，麦肯锡第三期《量子技术监视器》报告指出，量子技术在化学、生命科学、金融和移动四个领域可能最早实现影响，并在2035年前创造高达2万亿美元的收益。报告显示，2023年量子技术初创公司的私人和企业投资较2022年下降了27%，但公共投资却增长了50%，全球公共资金总额达到约420亿美元。德国、英国和韩国都在量子技术开发上宣布了予以资金支持。（来源：麦肯锡网站）

https://www.mckinsey.com/capabilities/mckinsey-digital/our-insights/steady-progress-in-approaching-the-quantum-advantage

⑥巴西国家石油公司预计将在5年内应用量子计算技术

近日消息，巴西国家石油公司Petrobras正在测试量子计算技术，并预计将在五年内投入使用。量子计算机可用于石油和天然气行业中，更具预测性的建模、更快的现场分析和更高效的碳捕获。该公司首席信息官Carlos Barreto表示，这项技术可能加快油井的发现和公司的分析处理速度，目前仍处于早期阶段。（来源：BNamericas）

https://www.bnamericas.com/en/news/petrobras-sees-quantum-computing-operational-in-5-years

⑦Xanadu加入芝加哥量子交易所

4月23日，加拿大量子计算公司Xanadu加入芝加哥量子交易所（CQE）成为该联盟首个加拿大合作伙伴。CQE 是世界上最大的量子信息科学与工程合作团队之一。它以芝加哥大学为基地，以阿贡国家实验室、费米国家加速器实验室、伊利诺伊大学香槟分校、威斯康星大学麦迪逊分校和西北大学为依托，包括 40 多个企业、国际、非营利和地区合作伙伴。（来源：芝加哥量子交易所）

https://chicagoquantum.org/news/quantum-computing-company-xanadu-joins-cqe

⑧Rigetti Computing推出Novera QPU合作伙伴计划 加速量子计算发展

4月26日，量子计算公司Rigetti Computing宣布推出Novera QPU合作伙伴计划，旨在通过建立量子计算硬件、软件和服务提供商的生态系统，在内部部署高性能的量子计算。这些供应商将构建并提供功能性量子计算系统的组成部分，客户可根据需求，将自身的技术与Novera QPU合作伙伴的技术相结合，并保证量子计算机的兼容性和质量。目前，Bluefors已加入Novera QPU，成为该计划中稀释制冷机的首选合作伙伴（来源：Rigetti网站）

https://investors.rigetti.com/news-releases/news-release-details/rigetti-computing-launches-noveratm-qpu-partner-program

https://bluefors.com/news/bluefors-partners-with-rigetti-computing-in-the-novera-qpu-partner-program/

⑨Pasqal 与 Welinq 合作开发用于中性原子量子计算的定制量子互连器件

4月23日，法国中性原子量子计算公司Pasqal与量子网络公司Welinq宣布建立合作关系，合作重点是通过将Pasqal在量子处理方面的技术与Welinq的创新网络和量子存储器系统相结合，共同推动量子处理单元（QPU）互连的研究，最终设想是建立互联的多QPU系统，实现安全的量子信息共享，开创大规模量子计算时代。（来源：Pasqal网站）

https://www.pasqal.com/news/pasqal-and-welinq-partnership/

⑩Classiq与Wolfram Research合作 集成量子算法和经典算法

4月23日，以色列量子软件公司Classiq与英国软件公司Wolfram Research宣布建立合作关系，将 Classiq 的量子算法软件工具集成到Wolfram的数学计算软件Mathematica中。此集成旨在提供一个统一平台，用于开发量子算法和经典算法，使用户能够在统一的环境中利用Mathematica进行算法开发，同时使用Classiq的Quantum Model语言开发量子算法。（来源：Classiq网站）

https://www.classiq.io/insights/wolfram-and-classiq-integrate-advanced-quantum-software-tools-into-mathematica

二、国内

①国产超500比特量子计算芯片发布

4月25日消息，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院向国盾量子交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”。此款芯片刷新了国内超导量子芯片比特数量的纪录，后续将用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统，并计划通过“国盾量子计算云平台”、中电信量子集团“天衍”量子计算云平台，向全球开放。（来源：新华社）

https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/11987775?d=134d829&channel=weixin

②济南量子研究院获批承担ISO/IEC JTC 3国内技术对口单位

4月28日消息，国家标准化管理委员会发布公告，批准济南量子技术研究院承担国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）量子技术联合委员会（ISO/IEC JTC 3）国内技术对口单位。这是我国积极参与量子技术领域国际标准化格局构建的一个重要举措。（来源：济南量子技术研究院官微）

https://mp.weixin.qq.com/s/99XlSyWvKD85MQKwHgQAIw

③“量子激光雷达”在日内瓦获双项大奖

4月21日，第49届日内瓦国际发明展21日在瑞士日内瓦闭幕。来自中国科学技术大学地球和空间科学学院的“大气多参数探测光量子激光雷达”项目既获得金奖，也获得了本届发明展特别奖之一的“日内瓦共和国与州政府奖”。该项目可在3千米的探测半径范围内同时实现二氧化碳浓度、气溶胶浓度和大气风场的高精度探测，可显著提高气象环保领域的数字化、精细化管理水平。（来源：人民日报）

http://paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2024-04/22/content_26053753.htm

科研进展

一、国际

①揭示二维晶格中纠缠的拓展行为

麻省理工学院、美国马萨诸塞州韦尔斯利韦尔斯利学院等研究人员，利用超导量子比特阵列模拟了二维硬核Bose-Hubbard（HCBH）晶格，探索了不同能量区域的量子态的纠缠标度。实验中，研究人员团队使用了16个超导量子比特组成的4x4晶格，并通过同时驱动所有量子比特来生成叠加态。通过改变驱动频率的失谐，研究者能够制备出占据能量谱不同区域的量子态，并测量了这些态的相关长度和纠缠熵。这项工作中，研究人员展示了一种高效的硬件方法，可在恒定深度内确定纠缠缩放，从而确定在量子处理器上执行的程序的计算复杂度。该成果4月24日发表于《Nature》。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07325-z

②动态声学优化脉冲管制冷机以实现快速降温

美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究人员开发了一种优化低频脉冲管制冷机（PTRs）的方法，提高其在不同温度下的冷却效率。研究团队首先开发了一组分析表达式，用于指导温度依赖的PTRs优化，并使用4 K制冷机和CP2850压缩机进行测试。结果显示，通过温度相关的声学优化和在两个换热器之间增加热传递机制，商业PTRs的降温速度可以提升至原来的3.5倍。研究发现，PTRs的冷却功率主要受限于损耗机制，如缓冲管中的损耗，而非压缩机提供的功率。这意味着在不增加额外能量输入的情况下，也有可能实现更快的降温速度。据悉，NIST正与一家工业合作伙伴商业化这种原型设备。该成果4月23日发表于《Nature Communications》。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47561-5

二、国内

①实现小型低功耗有效载荷的机载单光子激光雷达

中国科学技术大学等研究人员，设计了一种紧凑、小型化、低功耗的空中单光子激光雷达系统，适用于空中和天基平台。该系统采用了小孔径望远镜和亚像素扫描技术，显著提高成像分辨率，并通过光子高效计算算法和高性能的单光子雪崩二极管阵列，在低至每个像素仅有两个信号光子的条件下，实现了嘈杂数据的高质量图像重建。研究人员用该系统演示了白天大面积的三维成像遥感应用，以及其揭示各种地形和物体详细特征的能力。该成果4月25日发表于期刊《Optica》。

论文链接：

https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-11-5-612&id=549357

②在极弱磁场量子精密测量领域取得重要进展

中国科学技术大学在极弱磁场量子精密测量领域取得重要进展，首次利用暗态自旋实现极弱磁场的量子放大，磁场放大倍数突破5000倍，单次磁场测量精度达到0.1fT水平。该项工作指出极弱磁场测量技术还具有更高的灵敏度极限，例如利用氦3惰性气体有望实现10⁻⁶倍的磁场放大倍数，测磁灵敏度可以超过SERF磁力计多个数量级,有望达到10⁻¹⁸T水平。这项技术将用于生物医学中的心脑磁诊断、化学分子的极弱磁场测量（即零磁场核磁共振）、暗物质探测等领域。该成果4月19日发表于《PNAS》。

论文链接：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2315696121

③在铁基界面超导研究方面取得进展

北京量子信息科学研究院与清华大学合作，利用自主设计研发的分子束外延-扫描隧道显微镜-微区原位输运测量联合系统，在单层FeSe薄膜上建立了超导能隙与电学输运间的直接对应关系，为理解其界面超导机理提供了新的实验依据。研究发现，具有孪晶界的单层FeSe薄膜可以视为一个双超导相渗流体系，超导能隙分别约为15meV和10 meV，输运测量中表现出两阶非线性的电压-电流行为。同时，该体系超导onset转变温度、零电阻温度分别与占比较高的15meV超导相的电子配对温度、体系BKT转变温度具有较好的一致性。研究结果表明，单层FeSe/SrTiO3中本征电子不均匀性与相位涨落共同导致了其较大的超导展宽。该研究能够为理解该体系的超导行为和超导机理提供帮助。该成果4月20日发表于《Nature Communications》。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47350-0

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