2022年5月國內外量子科技進展
【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和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
【我國實現首次免疫側信道攻擊的量子密鑰分發實驗】
中國科大、濟南量子技術研究院、清華大學、上海微系統所、數據通信所等的聯合研究團隊首次實驗驗證了側信道無關量子密鑰分發方案。該方案使用“發或不發”狀態作為編碼，基于相位參考光測量信道相移，使用后選擇檢驗評估安全信息量，從而只需保證源端光強準確即可實現量子密鑰分發，既具有MDI方案免疫探測端漏洞的優點，也可以免疫源端的頻域、時域等各種側信道風險。實驗在50km光纖信道上實現了每脈沖1.73×10E-6的成碼效率。該成果5月13日發表于《Physical Review Letters》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.190503
【兩大通信運營商發力量子加密通話業務】
5月17日，中國電信聯合國盾量子正式發布新品：基于量子信息技術的VoLTE加密純國產通信產品——天翼量子高清密話。該產品采用國產定制手機、量子安全SIM卡和國密算法“三重保護”，在保障終端原生支持、VoLTE高清通話基礎上，為用戶提供“管-端-芯”一體化安全防護，在保障通話高清品質的同時，極大增強通話的安全保密性。同期，中國移動聯合信通數智量子科技有限公司發布了其基于VoLTE的量子加密通話業務。（來源：科技日報、中國青年網）
原文鏈接：
http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2022-05/17/content_535229.htm?div=-1
https://dt.youth.cn/kjcx/202205/t20220517_13699841.htm
二、政策和戰略
——國 內——
【安徽：到2035年以量子測量為核心的計量技術在全國領先】
5月20日，安徽省人民政府辦公廳印發《安徽省實施計量發展規劃（2021—2035年）工作方案》，提出“到2035年，計量科技創新水平大幅提升，以量子測量為核心的計量技術在全國領先”的主要目標。具體包括：強化計量基礎理論和量子標準、量子傳感、精密測量等技術研究和創新；充分發揮安徽省在量子通信、量子計算、量子精密測量研發的領先優勢，推動“量子度量衡”計劃，開展量子計量及計量標準裝置技術研究等。（來源：安徽省人民政府網站）
原文鏈接：
https://www.ah.gov.cn/public/1681/554129581.html
【中國科大未來技術學院揭牌，培養量子科技世界級弄潮兒】
5月7日，中國科學技術大學（后簡稱“中國科大”）未來技術學院正式揭牌，由中國科大常務副校長潘建偉任院長，合肥微尺度物質科學國家研究中心主任羅毅任執行院長。中國科大校長包信和院士指出，未來技術學院實際上就是要培養一批推動量子科技浪潮的世界級弄潮兒，期待該學院“早日產出高質量的教學科研成果，培養出引領未來技術發展的頂尖人才，為建設中國特色、科大風格的世界一流大學做出重要貢獻”。中國科大是教育部首批批準建立未來技術學院的12家高校之一。（來源：中國科大新聞網）
原文鏈接：
https://news.ustc.edu.cn/info/1055/79105.htm
——國 際——
【拜登簽署兩項推進量子技術發展的指令，美加強量子信息科技的國際合作】
5月4日，美國總統拜登簽署了兩項“總統指令”，包括：《關于加強國家量子倡議咨詢委員會的行政命令》，旨在根據國家量子倡議（NQI）法案，創建國家量子倡議咨詢委員會，以確保NQI計劃和國家能夠了解來自不同專家和利益相關方的證據、數據和觀點，并就NQI計劃向總統、量子信息科學組委會（SCQIS）和量子科學的經濟和安全影響組委會（ESIX）提供建議；《關于促進美國在量子計算領域的領導地位同時降低易受攻擊的密碼系統風險的國家安全備忘錄》，概述了美國政府目前與量子計算相關的政策和舉措，確定了“保持美國在量子信息科學（QIS）方面的競爭優勢”以及“降低量子計算機對美國網絡、經濟和國家安全的風險”方面所需的關鍵步驟。
5月5日-6日，白宮科技政策辦公室、美國國務院與澳大利亞、加拿大、丹麥、芬蘭、法國、德國、日本、荷蘭、瑞典、瑞士和英國的量子戰略辦公室負責人舉行圓桌會議，以加強各方在量子信息科學和技術（QIST）領域的國際合作，加速發現，共享資源，共同應對全球挑戰。（來源：白宮網站）
原文鏈接：
【美國布魯克海文國家實驗室推出一個新的量子網絡設施】
5月18日消息，美國能源部布魯克海文國家實驗室（BNL）推出了一個新的量子網絡設施。BNL儀器部主任Gabriella Carini表示：“新設施將提供研究人員所需的工具和能力，使大規模量子糾纏分發網絡成為現實。”新設施已經擁有美國最先進的區域量子網絡之一，由BNL和石溪大學在近期完成的美國最長量子網絡，橫跨98英里并連接了這兩個機構的所屬校區。（來源：BNL網站）
原文鏈接：
https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=119602
【荷蘭研究委員會為量子材料研究提供2150萬歐元資金】
5月初消息，作為其萬有引力計劃的一部分，荷蘭研究委員會（NWO）向荷蘭七個學術團體提供總計1.427 億歐元的資助，其中“量子時代材料（Qumat）”項目獲得2150萬歐元，用于開發具有穩定相干量子態的原型材料。（來源：NWO網站、Bits & Chips網站）
原文鏈接：
https://www.nwo.nl/en/news/more-142-million-euros-groundbreaking-fundamental-research
https://bits-chips.nl/artikel/nwo-grants-for-research-on-brain-interfaces-and-quantum-materials/
【德國漢堡正式啟動“量子創新之都”項目】
5月11日，德國漢堡正式啟動量子創新之都（QUIC）項目，這將使漢堡有潛力成為世界領先的量子計算地區之一。該項目將匯集來自學術界、工業界和政府的利益相關方，并將量子計算研究轉化為實際應用。（來源：漢堡新聞網站）
原文鏈接：
https://hamburg-news.hamburg/en/innovation-science/hamburgs-quantum-network-successful-start
【愛爾蘭廷德爾國家研究所和ICHEC達成量子技術合作】
5月17日，愛爾蘭廷德爾國家研究所與愛爾蘭高端計算中心（ICHEC）宣布，雙方正在尋求協同合作，將開發端到端的量子技術，特別是在量子計算和面向量子互聯網的量子通信方面，致力于開發與高性能計算系統緊密集成的量子計算和量子互聯網平臺、軟件、應用和服務。（來源：HPC wire網站）
原文鏈接：
【澳大利亞工黨承諾提供400萬澳元支持量子研究人才發展】
5月18日，澳大利亞工黨承諾提供400萬澳元支持量子人才培養，其中300萬澳元用于培養量子技術博士生，另外100萬澳元用于“啟動”基于悉尼量子學院模式的國家量子研究和教育合作，承諾發展這個具有重要戰略意義的行業。（來源：InnovationAus網站）
原文鏈接：
https://www.innovationaus.com/labor-pledges-4million-for-quantum-research-support/
【日本禁止向俄羅斯出口量子計算機】
5月5日，日本首相岸田文雄宣布，將禁止向其出口的俄羅斯軍事團體增加至70多個，并公布了禁止向俄出口量子計算機等尖端物品的制裁措施。（來源：央視新聞）
原文鏈接：
https://content-static.cctvnews.cctv.com/snow-book/index.html?item_id=3337657782685605288
三、產業進展
——國 內——
【合肥重點產業鏈首批場景清單發布，多個“量子”場景項目入選】
5月26日，合肥市發布重點產業鏈首批場景清單，場景機會清單聚焦量子信息等16條產業鏈，共釋放30個場景機會。場景能力清單圍繞智慧城市等7個領域，共發布20個合肥場景解決方案。 其中，國盾量子的“量子加密智慧辦公”、本源量子的“全球共享量子敏捷開發”入選場景機會清單；國盾量子的“量子保密通信城域網”、云海量子的“量子安全智能印章行政用印審批”、華典大數據的“量子安全智慧社區”入選場景能力清單。(來源：合肥市人民政府發布官微）
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https://mp.weixin.qq.com/s/atwihsA-ZhGCDQ7iSajleA
【奇安信與國科量子達成戰略合作 探索量子技術與網絡安全融合創新】
5月7日，奇安信集團與國科量子達成戰略合作，雙方將聯合共建“基于QKD應用的ICT安全融合產品聯合創新實驗室”，推進基于量子技術的網絡安全產品和服務；推動“國家廣域量子保密通信骨干網絡”建設。同時，雙方還將共同推進“量子可信云”和“量子信息安全托管”業務發展，打造量子信息安全業務應用標桿。(來源：奇安信集團官網）
原文鏈接：
https://www.qianxin.com/news/detail?news_id=4638
【中微達信完成數千萬元融資，將加速量子計算測控、量子傳感等產品研發】
5月19日，成都中微達信科技有限公司宣布完成數千萬元天使輪融資，由紅杉資本與經緯中國共同投資。融資將主要用于加速研發新一代量子計算測控系統、芯片及量子傳感芯片產品。（來源：集微網）
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【量子計算術語國際標準順利通過委員會草案投票】
4月底，我國提出的量子計算國際標準ISO/IEC 4879《信息技術 量子計算 術語和詞匯》順利通過委員會草案（CD）投票。該國際標準于2020年6月在ISO/IEC JTC 1正式立項，由WG 14量子計算工作組負責開展研制工作。該標準從基礎概念、硬件部分、軟件部分、應用部分四個方面給出了50余條量子計算術語和定義，是目前第一個量子計算領域的國際標準制定項目。（來源：中國電子技術標準化研究院-物聯網中心官微）
原文鏈接：
https://mp.weixin.qq.com/s/O60DR3HWYDgK4Sy2naVDSw
【中科院傳播中心舉辦科技活動周活動，國盾量子等4家企業聯袂直播】
5月21日，中國科學院科學傳播研究中心牽頭組織國盾量子、問天量子、本源量子及國儀量子為第十八屆中科院公眾科學日進行聯袂直播，為公眾科普在產業實踐中應用的量子科技前沿技術。國盾量子董事長彭承志以《和量子科技一起成長》為題介紹了量子科技行業發展情況，副董事長趙勇出席直播圓桌論壇活動。（來源：新華社安徽頻道、國盾量子官微）
原文鏈接：
https://h.xinhuaxmt.com/vh512/share/10818642?channel=weixin
https://mp.weixin.qq.com/s/o4JCAJdh17C_W83L29X1Gg
【中國電信合肥分公司上線“量子智能印章”】
4月底，中國電信合肥分公司開發上線“量子智能印章”，將原需多人審批的紙質用印流程升級為電子流程，通過智能印章管理和量子加密技術，實現用印過程可溯源、蓋章文件頁加密存儲等功能，兼顧了用印效率與用印安全，大幅提升了一線工作效率，用印審批時長由數日縮短至1小時以內。（來源：通信信息報）
原文鏈接：
http://www.txxxb.com/cy/tx/2022/0513/253911.shtml
——國 際——
【IDQ推出Clavis XG系列產品，提供長距離和骨干網QKD解決方案】
5月10日，量子網絡安全解決方案公司IDQ推出其Clavis XG系列量子密鑰分發（QKD）產品。該系列產品以更高的密鑰生成速率（>100 kb/s）和更遠的成碼距離（最長150km）擴展了XG系列產品。作為長距離和骨干網QKD解決方案，該產品旨在為政府和企業提供最高級別的信任，以實現經得起未來考驗的數據保護。其還被設計為一個向更廣泛的客戶提供“QKD即服務”的平臺。（來源：IDQ官網）
原文鏈接：
https://www.idquantique.com/id-quantique-expands-the-xg-series-with-the-launch-of-the-clavis-xg/
https://www.idquantique.com/quantum-safe-security/products/clavis-xg-qkd-system/
【SK電訊與多家韓企合作QRNG開發和應用，加快“量子生態系統”建設步伐】
5月25日，韓國SK電訊（SKT）表示將與半導體芯片設計公司Btree、網絡安全公司KCS、生物識別解決方案公司Octatco等韓國企業一起開發及應用量子隨機數發生器（QRNG）芯片產品，有望將其應用擴展到國防、公共事業，甚至全球市場，以保障信息安全，加快“量子生態系統”建設步伐。SKT的下一代 QRNG 芯片計劃于 2024 年初投入商用，將具有更低的成本和更小的尺寸。（來源：SK電訊官網、Korea Herald網站）
原文鏈接：
https://news.sktelecom.com/178465
http://m.koreaherald.com/view.php?ud=20220525000630
【IBM將量子計算路線圖擴展至4158個量子比特】
5月10日，IBM宣布擴大其量子計算路線圖，以期建造以量子為中心的超級計算機。更新后的路線圖顯示，IBM計劃于2025年交付一款擁有4158個量子比特的處理器，其由3個具有1386個量子比特的處理器通過量子通信連接實現。（來源：IBM網站）
原文鏈接：
https://research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap-2025
【英國斯特拉斯克萊德大學和新加坡國立大學簽署衛星量子通信備忘錄】
5月13日消息，蘇格蘭斯特拉斯克萊德大學和新加坡國立大學簽署了一份關于衛星量子通信的諒解備忘錄，旨在建立一個國際團隊，就衛星量子通信實驗中使用的波長范圍達成共識，確保各自的衛星和地面站可以相互通信，以便在量子通信方面進行聯合工作。（來源：斯特拉斯克萊德大學網站）
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【Arqit就其技術發表獨立鑒證報告，并投身工業物聯網量子安全服務】
5月11日，量子加密技術公司Arqit宣布薩里大學完成了一份關于Arqit使用的技術協議的獨立鑒證報告，該獨立鑒證報告確認了Arqit客戶端采用的對稱密鑰協議軟件的安全性證明。薩里大學被英國政府國家網絡安全中心認定為網絡安全研究卓越學術中心。
同日，Arqit與英國傳感器和物聯網專業公司Blue Mesh成功完成并展示了用于工業物聯網的量子安全“MQTT”服務。該項目由英國政府數字、文化、媒體和體育部（DCMS）的5G試驗和試驗臺計劃資助。（來源：Arqit官網）
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【NIST將“隨時”公布其PQC標準名單】
5月初， NIST官員Dustin Moody在參加于圣地亞哥舉行的量子企業活動時表示， NIST將“隨時”發布其后量子密碼（PQC）標準名單，并且標準候選名單目前已降至15個，包括7個實際決賽入圍算法和8個候補算法。此次活動的多場會議重申了PQC的潛在價值，特別是在未來的混合環境中，PQC和量子密鑰分發（QKD）都將用于保護城域網和邊緣通信，以及保護端點設備和應用。（來源：IQT網站）
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【荷蘭撥款逾90萬歐元用于研究量子安全密碼的社會影響】
5月16日消息，荷蘭阿姆斯特丹大學研究人員Sebastian De Haro領導的新研究聯盟Quantum Impact on Societal Security（QISS）已從荷蘭研究委員會（NWO）的國家科學議程（NWA）獲得超過90萬歐元的資助，將研究如何在正確的方向上管理向抗量子計算加密的過渡，從而為荷蘭的量子安全密碼生態系統做出重要貢獻。此外，荷蘭外交部和荷蘭銀行業協會還為該項目提供了額外資金。（來源：阿姆斯特丹大學網站）
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【波音公司為UCLA量子科學與工程中心提供500萬美元資助】
5月19日消息，波音公司承諾為加州大學洛杉磯分校（UCLA）量子科學與工程中心提供500萬美元資助。波音公司首席工程師和工程、測試和技術執行副總裁Greg Hyslop表示：“將量子技術應用到航空航天業是我們在未來幾年面臨的巨大挑戰之一，我們致力于發展這一研究領域，與UCLA的關系會使我們朝著這個方向前進。”（來源：UCLA網站）
原文鏈接：
https://newsroom.ucla.edu/releases/boeing-5-million-quantum-science-technology
四、科技前沿
——國 內——
【芯片化波導實現偏振態存儲和多模光存儲】
中國科大的研究人員基于自主加工的摻銪釔硅酸晶體激光直寫波導和相關的調控方案，實驗實現了多種量子存儲能力，包括：光子偏振態存儲，保真度99.4±0.6%；原子光頻梳空間模存儲，200模，保真度99.0±0.6%；自旋波原子光譜梳存儲，保真度97±3%。相關成果發表于5月2日《Physical Review Letters》、5月23日《Physical Review A》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/physrevlett.128.180501
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.105.052432
【硅晶體高效發光機制】
華南師范大學和中山大學的研究人員提出并實驗驗證了一種提高硅基發光材料的量子（轉換）效率的新機制。硅基發光材料的量子效率由于非直接帶隙的制約一直不理想，該團隊針對這一問題提出了基于高溫載流子固有激發來調控其動力學行為的策略，并設計了一個支持連續準束縛態的硅/二氧化硅立方，演示了基于雙光子誘導吸收，量子效率相對于以往調控方法提高了6個量級。該成果5月18日發表于《Nature Communications》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41467-022-30503-4
——國 際——
【金剛石色芯實現跨節點量子隱形傳態】
荷蘭Delft大學、奧地利Innsbruck大學的研究人員首次在3個金剛石色芯節點間實現了跨節點量子隱形傳態。該團隊前期曾實現了金剛石節點間的糾纏存儲和金剛石內色芯間的糾纏交換（2021年），在本次工作中，通過提高糾纏預置效率、聯合讀出效率和相干時長，該團隊進一步實現了跨節點量子隱形傳態，效率約每117秒1次，保真度0.702。該成果5月25日發表于《Nature》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04697-y
【金剛石色芯實現差異化量子發射源間的糾纏制備】
美國哈佛大學、德國漢堡大學和耶路撒冷Hebrew大學的聯合研究團隊首次實現在頻率差高達7.4GHz的量子發射源間建立糾纏。固態量子比特雖然具有較好的量子相干保持、易維護性質，但通常也存在較大的頻率差異，現有的各種技術均無法有效適應這種差異（如頻率擦除時間標簽、電光調制頻率偏移、多級頻率轉換等）。研究人員設計了一種頻率干涉儀方案，將兩個金剛石色芯分別置于干涉儀兩臂并作為自旋相關反射/散射體，通過電光調制器實現頻率相關分束，從而可以通過不同頻率光子（其透射/反射受色芯自旋影響）的干涉結果預報金剛石色芯的自旋糾纏，糾纏保真度約0.95。該成果5月23日發表于《Physical Review Letters》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.213602
【單光子保態變色】
德國馬普所的研究人員利用充滿氫氣的中空光纖實現了可控的單光子頻率上轉換，在高達125太赫茲的上轉換幅度時轉換效率為70%，并且轉換過程可以保持光子的量子態相干性。這種創新的機制相對于現有方案具有幅度大、可調性好、插損小、噪聲低的優勢，提供了一種相當有效的不同量子系統間的轉換界面。該成果5月6日發表于《Science》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1126/science.abn1434
【基于陣列石墨波導實現量子隱形傳態組網】
阿聯酋阿布扎比大學、沙迦大學和美國德克薩斯農工大學的聯合研究團隊基于陣列石墨波導實現了連續變量多體糾纏態制備（GHz態），并基于自由空間傳輸（損耗率0.005dB/km）評估了隱形傳態組網的效能（3節點20km、4節點2.3km）。該成果5月26日發表于《Optics Express》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1364/OE.457476
【PQC遷移工程建議】
美國SandBoxAQ公司和Google公司的研究人員提出了關于現有密碼體制如何向PQC遷移的觀點。向PQC遷移將是個巨大且漫長的工程，涉及到數十億新老設備的替換和安全性、算法效能、部署適配等方面。觀點指出，考慮到RSA、ECC的破解時間線，關鍵基礎設施、6G技術規劃等需要立即開始考慮技術遷移和PQC適配，密鑰交換算法的替換具有最高優先級，現階段應考慮混合措施進行過渡。該觀點文章5月11日發表于《Nature》。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-04623-2
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