2021年11月国内外量子科技进展
【编者按】
宏伟的大厦总是由许多大大小小的基石和支柱构成。在量子互联的大厦蓝图中，前沿科技仍在不断地打造更好的基石，从理论到实验，从高精装置到集成器件，从密钥分发网到量子计算网……感谢您对科大国盾量子技术股份有限公司和量子信息技术的关注，我们尽力检索了国内外主流网站和期刊，摘录出领域关联度和重要度较高的部分科技产业动态和前沿研究成果，供读者快速了解。
一、本期头条
【美国将合肥微尺度物质科学国家研究中心、国盾量子等列入“实体清单”】
11月24日，美国商务部工业和安全局（BIS）将12个中国实体列入“实体清单”,其中包括合肥微尺度物质科学国家研究中心、国盾量子及其子公司上海国盾三家量子科技机构和企业。美国商务部表示：“努力防止美国新兴技术被中国用于支持军事应用（如反隐身和反潜应用）的量子计算，以及破解加密或开发不可破解的加密技术。”
国盾量子后续公告表示，公司量子保密通信相关产品及量子计算调控系统等产品的核心组件已实现国产化，少量通用进口元器件均有国产化替代方案。被列入实体清单不会影响公司现有产品的生产、销售和服务，对公司生产经营的影响总体可控。（来源：美国商务部、国盾量子）
原文链接：
static/file/688027_20211126_1_6qKk07s1.pdf
二、政策和战略
——国 内——
【国家工信部连续发布信息行业规划，加快量子信息等技术研发】
11月16日，国家工信部发布《“十四五”信息通信行业发展规划》，将加大6G、量子通信等网络技术研发支持力度，前瞻布局6G、量子通信等新技术安全，并推动人工智能、先进计算和量子计算等新兴技术应用。
11月30日，国家工信部发布《“十四五”软件和信息技术服务业发展规划》，提出加快6G、量子信息、卫星互联网、类脑智能等前沿领域软件技术研发，培育一批标志性产品。（来源：工信部）
原文链接：
https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/tz/art/2021/art_3a0b0c726bd94b7d9b5092770d581c73.html
https://wap.miit.gov.cn/jgsj/xxjsfzs/gzdt/art/2021/art_588d395f8cd44bacb256caa66bb205c0.html
【安徽打造量子信息产业发展集聚区】
安徽省委书记郑栅洁在中国共产党安徽省第十一次代表大会上作报告表示，今后5年安徽省要大力发展量子科技、生物制造、先进核能以及下一代人工智能、下一代新型显示、6G网络技术、深空探测、类脑科学、质子医疗装备。发挥量子计算、量子通信、量子精密测量先发优势，打造量子信息产业发展集聚区。（来源：安徽纪检监察网）
原文链接：
http://www.ahjjjc.gov.cn/p/98322.html
【浙江协同共建长三角量子通信网络】
11月4日，在国务院新闻办就长三角一体化发展上升为国家战略三年来进展情况举行的新闻发布会上，浙江省委常委、常务副省长陈金彪表示，浙江将以数字化改革为抓手，推进长三角区域数字化、智能化转型，共同加快数字长三角建设步伐。其着力点包括高能级布局长三角“数字新基建”，积极培育量子通信技术创新和应用生态，协同共建长三角量子通信网络，在省内有条件的地区布局建设量子通信专网和城域网。（来源：国务院新闻办）
原文链接：
http://www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/44687/47366/wz47368/Document/1715883/1715883.htm
【国内首个量子科学与技术交叉学科博士学位授权点落户中国科大】
近日，教育部正式公布2020年度学位授权自主审核单位增列的学位授权点名单，中国科学技术大学的量子科学与技术博士学位授权交叉学科位列其中。这是我国首个量子科学与技术方向的博士学位授权点，也标志着中国科大在量子科技领域的学科建设取得了阶段性成果。该博士授权点的获批，对促进量子科学与技术学科的发展，提升量子科技创新领军人才的培养质量和数量等方面具有重要的推动作用和意义。（来源：中国科大新闻网）
原文链接：
http://news.ustc.edu.cn/info/1047/77659.htm
——国 际——
【美国与英国、澳大利亚分别签署加强量子技术合作的声明】
11月4日，美国和英国签署《关于量子信息科学和技术合作的联合声明》，阐述了两国在量子技术方面继续合作的共同愿景，包括促进联合研究、建立全球市场和供应链以及培养下一代科学家和工程师。
联合声明签署之际，英国政府实施的“创新英国”（Innovate UK）项目还宣布从其1.7亿英镑的量子技术商业化挑战计划中拿出5000万英镑（约4.3亿人民币），用于支持12个相关项目，其中涉及英国量子安全公司KETS Quantum Security正在共同领导的一个900 万英镑的“未来量子数据中心”项目，该项目旨在为现代数据中心开发量子安全通信解决方案。
11月17日，美国和澳大利亚签署《关于量子科学和技术合作的联合声明》，该声明为促进两国共同研究和开发量子技术创造了更多机会，并促进两国的量子企业获得更大的市场准入。（来源：英国政府、KETS网站、美国量子经济发展联盟）
原文链接：
https://kets-quantum.com/2021/11/05/9m-quantum-data-centre-of-the-future-project
https://quantumconsortium.org/the-united-states-and-australia-partner-to-build-quantum-future
联合声明链接：
https://www.state.gov/cooperation-in-quantum-science-and-technology-aus
【澳大利亚计划向量子技术领域投资1亿澳元】
11月17日，澳大利亚总理斯科特·莫里森表示将投资1亿澳元（约4.6亿人民币）发展量子技术，将量子研究商业化，并与全球市场和供应链建立联系。澳大利亚国家科学机构CSIRO在2020年发布的一份名为《澳大利亚的量子技术产业发展》的报告中称，到2040年，该产业将创造超过40亿澳元和16000个工作岗位。（来源：路透社）
原文链接：
【美国空军授予10亿美元合同，以开发量子传感器等领域】
11月15日，美国空军研究实验室(AFRL)宣布，它已将其有史以来最大的空间技术开发合同授予犹他州立大学空间动力学实验室(USU/SDL)。这是一份价值10亿美元的合同，用于开发“空间和核先进原型、实验和技术”，包括量子传感器。（来源：美国空军研究实验室）
原文链接：
https://afresearchlab.com/news/afrl-awards-record-breaking-1b-contract-to-space-dynamics-laboratory/
【NIST征求对于中国参与国际标准制定的公众意见】
11月4日消息，美国国家标准与技术研究所（NIST）正在征求对于中国在制定新兴技术国际标准方面的政策和影响的公众意见，以便为研究提供信息并得出建议。在量子信息科学方面，评论者可以就“以往中国在参与国际标准制定时采用的做法将预示中国未来如何参与人工智能和量子信息科学等关键技术的国际标准化活动，以及可能产生的后果”等方面进行讨论。（来源：联邦公报）
原文链接：
【英国国家量子计算中心与本土公司签署谅解备忘录，发布其首份年度报告】
11月初，英国国家量子计算中心(NQCC)和英国量子计算公司牛津量子电路公司(OQC)签署了一份谅解备忘录，旨在提升英国的量子技术能力，并将使英国量子社区能够尽早使用英国设计和建造的量子硬件。
NQCC还发布了其首份年度报告，报告指出NQCC最初的技术重点将是开发超导和离子阱硬件，原型机将从2021年开始调试；NQCC将为开发者提供有保障的直接访问，并促进形成强大的英国量子计算供应链，同时推动通用容错量子计算机的发展。（来源：英国国家量子计算中心）
原文链接：
static/file/Press-release-Announcement-of-a-MOU-between-the-NQCC-and-Oxford-Quantum-Circuits.pdf
static/file/NQCC_Annual-Report_5Nov21_web.pdf
三、产业进展
——国 内——
【合肥开建量子城域网，打造全球领先“量子中心”】
11月10日消息，全国最大量子城域网-合肥量子城域网完成建设项目招标，该项目共包含8个核心网站点和159个接入网站点，量子密钥分发网络光纤全长1067公里。合肥量子城域网建设全面采用自主可控的量子通信设备，应用经典-量子波分复用技术，整个组网方案全球领先，实现量子、协商和业务信道的共纤传输。建设量子安全服务平台，实现移动终端安全接入和数据库量子安全加密。
合肥量子城域网建成后，将在政务、金融、医疗等多个行业，打造一张全国最大、覆盖最广、应用最多的量子城域网，实现基于量子安全技术的高等级安全通信服务，助力合肥打造创新驱动、全球领先的“量子中心”。（来源：合肥市人民政府网站）
原文链接：
http://www.hefei.gov.cn/ssxw/xxkd/107046277.html
【安徽省公安厅与安徽电信启动“5G+量子+安保”警企合作】
11月12日，安徽省公安厅与中国电信安徽公司签署战略合作协议并启动“5G+量子+安保”警企合作。此次合作，将以重要领域和关键环节的突破带动全局，切实将大数据、云计算、5G、量子通信等技术成果，变成推动新时代公安工作变革的重要力量。
与此同时，安徽省公安厅与中国电信安徽公司携手发布重大活动保障方案。中国电信安徽公司运用5G定制网切片实现了云网端一体化，保障了量子警务通等视频资源的上下行流量正常使用；基于自研大视频平台，级联对接多个厂商的视频平台，通过量子加密身份认证，实现了“5G+量子”一体化活动保障。（来源：中国电信安徽公司）
原文链接：
https://mp.weixin.qq.com/s/SAa8PeUIRvNWktSmMTZRiQ
【浙江绍兴供电公司成功攻克“量子”智能开关远方配置难题】
11月3日，浙江绍兴供电公司成功通过配电自动化I区主站（D5200系统）对位于柯桥区两条10千伏线路上的6台“量子”智能开关，远方设置保护与重合闸参数。这意味着大量的智能开关在系统侧不仅具备“三遥”功能，而且具备远程参数配置功能，为智能开关大批量的量子化改造提供了有效的解决方案。（来源：国网浙江电力）
原文链接：
——国 际——
【纽约举办量子技术秋季会展，NIST专家指出QKD因技术成熟而受到关注】
11月1日至5日，Inside Quantum Technology（IQT）秋季会展在纽约举行，会议涵盖量子安全市场现状与分析展望、量子安全网络、量子计算及量子中继等多个主题，来自全球的100多位专家进行量子技术探讨，IDQ、IBM、东芝等量子企业进行现场展示，共计1000多人参与本次活动。
会展期间，来自美国国家标准与技术研究院（NIST）的专家对国际量子技术标准化工作做了概述和探讨。NIST目前正在协调诸如国际标准化组织（ISO）、国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）等致力于定义量子安全需求和各种标准的标准化组织在量子通信及网络、量子传感和量子计算等方面开展标准化工作，并强调特定技术达到一定成熟度后开始相关标准化工作。而在安全性方面，量子密钥分发（QKD）正在获得关注，是因为比其他一些量子技术更加成熟。（来源：IQT网站）
原文链接：
【IBM 开发出可处理 127 个量子比特的量子处理器】
11月16日，IBM宣布推出127个量子比特处理器“Eagle”，创下了目前全球最高记录。此外，IBM表示其计划在2022年推出具有433个量子位的“Osprey”量子系统以及在2023年推出有1121个量子位的“Condor”处理器。IBM认为量子系统在未来两年内在某些任务上的表现将开始超越经典计算机。当天，IBM还宣布与韩国延世大学建立新的合作伙伴关系，将在该国部署第一个IBM量子系统。
本月初，IBM提出了一个衡量量子计算速度的指标——每秒电路层操作数(CLOPS)。CLOPS的定义是使用一组参数化QV（quantum volume）电路每秒执行的QV层数，其中每个QV电路都有D=log₂QV个层。（来源：IBM）
原文链接：
https://research.ibm.com/blog/circuit-layer-operations-per-second
https://research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap
论文链接：
https://arxiv.org/abs/2110.14108
【Quantum Xchange加入哈德逊研究所量子联盟，通过密钥分发平台与泰雷兹合作】
11月3日，美国量子安全加密技术公司Quantum Xchange宣布成为哈德逊研究所量子联盟倡议(QAI)的成员，该联盟由企业、机构和大学组成，旨在促进美国在量子技术方面的领导地位，同时努力确保美国的企业、政府机构和数字基础设施在2025年之前不受未来量子计算机的攻击。
11月15日消息， Quantum Xchange通过其密钥分发平台与泰雷兹(Thales)合作，提供即时的量子安全和灵活加密的密钥传递功能。由此产生的抗量子网络解决方案使终端用户能够对其数据和通信网络的未来安全性进行防范，并克服目前加密技术的弱点。（来源：Quantum Xchange）
原文链接：
【Qrypt通过云为企业提供量子安全】
11月2日，量子安全解决方案提供商Qrypt宣布推出两个新的解决方案：云企业门户和数字量子密钥分发(Digital QKD)。Qrypt目前可以基于速度快、易于使用、高度可扩展，并且不需要昂贵基础设施的工具将量子加密集成到相关软件服务中。Qrypt的解决方案可以集成到消息和电子邮件平台、文件共享服务，甚至网络服务提供商(ISP)和金融机构的网络基础设施中。（来源：business wire网站）
原文链接：
https://www.businesswire.com/news/home/20211102005153/en/
【Quantum eMotion推出USB量子随机数发生器】
11月10日消息，Quantum eMotion公司宣布获得了其首款量子随机数发生器(QRNG)设计所需的FTDI芯片，保证了其便携式USB QRNG设备的及时交付。据悉这款便携式USB QRNG设备，将产生具有真随机性的量子随机数，真随机性是不可破解的加密系统的基石。该公司还将计划与机构技术伙伴合作，为区块链应用开发突破性的安全解决方案。（来源：Newsfile网站）
原文链接：
https://www.newsfilecorp.com/release/102796
【美国机构预测量子安全市场到2020年代中期达到每年30亿美元以上】
11月10日消息，根据The Quantum Insider和Safe Quantum Inc联合发布的最新报告显示，到2020年代中期，量子安全市场(包括后量子加密和量子密钥分发技术)可能增长到每年30亿美元以上。报告指出到2024年，用于量子安全的支出将增长到约35亿美元；到2030年，这个数字可能会达到300亿美元左右。（来源：TQI网站）
原文链接：
四、科技前沿
——国 内——
【硅基探测器实现近红外光（1550nm）探测】
中科院微系统所、上海科技大学的研究人员演示了一种可探测近红外光的硅基探测器，为实现近红外探测光学芯片打开了一条新路线。研究人员将原本用于发光的硅基光伏三极管，通过异质集成量子点光吸收能力，实现了对红外光谱的敏感性，光伏灵敏度超过410AW-1，对1550nm波长达到最大探测率4.73×1013Jones。该成果11月18日发表于《Nature Communication》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.040307
【匿名量子通信方案】
北京科技大学、可信计算重点实验室、北京邮电大学、南京航空航天大学的研究人员基于测量设备无关框架提出了一种较高可行性的匿名量子通信方案。匿名量子通信的前提是在多方通信网络中隐秘地建立某两方纠缠，通常使用多体纠缠如GHZ态为资源，但是多体纠缠分发的脆弱性和全局测量的难度严重限制了其可行性。研究人员采用测量设备无关方案的纠缠反演理念，设计由测量节点通过测量多方光子制造出多体纠缠结果，匿名通信的双方通过发送纠缠对中的一个光子（其他多方发送独立光子）从而隐秘地建立连接。该成果11月15日发表于《Physical Review A》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.104.052415
【波导芯片的轨道角动量模式调控】
上海交通大学、南方科技大学的研究人员在“绕管”结构波导的光芯片中研究测试了轨道角动量（OAM）模式的调控技术和演化特性。通过三维直写激光调控技术，可以实现芯片中的OAM模式的变换、反演和多模相干叠加等完整的操控，未来将有助于促进多维量子信息处理。该成果11月7日发表于《Optics Communication》。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.optcom.2021.127615
——国 际——
【通信光子-多模固态量子存储纠缠】
西班牙ICFO研究所、ICREA研究所和英国赫瑞-瓦特大学的研究人员首次实验实现了通信波段光子与可控读出多模固态量子存储的纠缠。实验通过非简并参量下转换生成能量-时间纠缠光子对（通信波段闲频光和可见光波段信号光），信号光子存储于Pr3+:Y2SiO5晶体的原子频率梳方案量子存储中，激发态存储方式的保真度达92%，自旋波存储方式的保真度达77%，通过可控读出方案可将存储时间拓展至47.7微秒。该成果11月19日以编辑推荐形式发表于《Physical Review Letters》。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.210502
【铌酸锂光芯片与超导单光子探测器集成】
德国蒙斯特大学的研究人员实验演示了铌酸锂光芯片与超导单光子探测器集成。基于电光调制的铌酸锂（LNOI）光路可在极低温下有效工作，也可以通过低损耗波导与超导纳米线探测器（SNSPD）集成。实验中，一个电调制的铌酸锂MZ干涉光路与两个波导集成SNSPD组合，在1.3K温度下演示了超过12小时的偏置无漂移操控，调制速度达到1GHz。该成果11月25日发表于《Nature Communication》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-021-27205-8
【毫米尺寸的可见光相位调制器】
美国哥伦比亚大学、塔夫茨大学的研究人员研制了一种高效、微型的光学相位调制器，其体积、耗能/高压驱动指标相比于已有调制器降低了至少一个量级。该调制器基于氮化硅材料和绝热微型环振荡器结构实现相位的热-光调制，微型振荡器提供了1.6π的最小涨落相位调制同时造成0.61dB插损，绝热微型环结构有效降低了工艺偏差的影响。该成果11月22日发表于《Nature Photonics》。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41566-021-00891-y
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