【重點(diǎn)政策】歐盟委員會(huì)啟動(dòng)量子技術(shù)戰(zhàn)略,力爭(zhēng)2030年搶占全球領(lǐng)導(dǎo)地位
歐盟委員會(huì)正式推出量子技術(shù)戰(zhàn)略,力爭(zhēng)2030年前使歐洲成為全球量子領(lǐng)域領(lǐng)導(dǎo)者。該戰(zhàn)略將培育具備韌性與主權(quán)的量子生態(tài)系統(tǒng),加速初創(chuàng)企業(yè)成長(zhǎng),推動(dòng)突破性科研成果轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)級(jí)應(yīng)用,同時(shí)鞏固歐洲的科技領(lǐng)導(dǎo)地位。
量子技術(shù)將革命性地應(yīng)對(duì)復(fù)雜挑戰(zhàn)——從醫(yī)藥研發(fā)突破到關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施安全防護(hù),為歐盟工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力與技術(shù)主權(quán)開(kāi)辟新機(jī)遇,并在國(guó)防安全領(lǐng)域展現(xiàn)強(qiáng)勁的兩用潛力。預(yù)計(jì)到2040年,該領(lǐng)域?qū)⒃跉W盟創(chuàng)造數(shù)萬(wàn)個(gè)高技能崗位,全球市場(chǎng)價(jià)值將突破1550億歐元(約合人民幣1.2萬(wàn)億元)。
戰(zhàn)略聚焦五大支柱領(lǐng)域:
科研創(chuàng)新——強(qiáng)化基礎(chǔ)研究與國(guó)際合作
量子基礎(chǔ)設(shè)施——建設(shè)泛歐量子通信網(wǎng)絡(luò)
生態(tài)培育——構(gòu)建產(chǎn)業(yè)孵化與投資機(jī)制
航天與兩用技術(shù)——開(kāi)發(fā)軍民融合量子系統(tǒng)
量子人才——建立專項(xiàng)技能培養(yǎng)體系
該戰(zhàn)略旨在顯著提升歐洲量子企業(yè)全球私人融資占比(當(dāng)前約5%),激勵(lì)本土初創(chuàng)與成長(zhǎng)期企業(yè)發(fā)展,并推動(dòng)歐洲產(chǎn)業(yè)界加速應(yīng)用本土量子解決方案。
【重點(diǎn)政策】德克薩斯州州長(zhǎng)已簽署只在啟動(dòng)“得州量子倡議”的HB 4751法案
德克薩斯州州長(zhǎng)Greg Abbott已于上月20日簽署了旨在啟動(dòng)“得州量子倡議”的HB 4751法案,以將該州打造為量子計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)與傳感技術(shù)的全美領(lǐng)導(dǎo)者。該法案將于2025年9月1日正式生效,內(nèi)容包括成立咨詢委員會(huì)、制定戰(zhàn)略規(guī)劃框架和設(shè)立專項(xiàng)資助基金,以推動(dòng)該州的量子研究與制造。該倡議將設(shè)在州長(zhǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和旅游辦公室,其目標(biāo)包括加速量子在該州經(jīng)濟(jì)中的作用、尋找商業(yè)機(jī)遇、支持人才培訓(xùn)和建設(shè)本土量子供應(yīng)鏈。法案還規(guī)定將成立一個(gè)六人咨詢委員會(huì),成員由州長(zhǎng)任命,其中至少包含一名量子基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商代表和一名量子系統(tǒng)制造商代表。
【重點(diǎn)事件】歐盟技術(shù)負(fù)責(zé)人:目前歐盟在量子領(lǐng)域必須更關(guān)注私人資金
7月2日,歐盟技術(shù)負(fù)責(zé)人Henna Virkkunen表示,歐盟正尋求吸引私人資金以快速發(fā)展量子技術(shù),減少歐盟在量子領(lǐng)域?qū)γ绹?guó)和中國(guó)依賴。Virkkunen強(qiáng)調(diào):“我們目前必須更關(guān)注私人資金,因?yàn)楣操Y金已非常充足。目前全球量子領(lǐng)域私人投資僅5%流向歐洲,因此未來(lái)數(shù)月我們將重點(diǎn)推動(dòng)私人資金投入。”過(guò)去五年,歐盟委員會(huì)及各成員國(guó)已為量子技術(shù)提供超110億歐元的公共資金。Virkkunen特別強(qiáng)調(diào)需支持初創(chuàng)企業(yè):“歐洲量子初創(chuàng)易被外資收購(gòu)或流向資金更充裕地區(qū),因此必須立即行動(dòng)?!?
【重點(diǎn)事件】衛(wèi)星量子通信:SpeQtral與泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司啟動(dòng)新實(shí)驗(yàn)階段
衛(wèi)星量子通信技術(shù)先驅(qū)企業(yè)SpeQtral與泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司(泰雷茲持股67%、萊昂納多公司持股33%的合資企業(yè))4日宣布簽署新合作協(xié)議,將延續(xù)雙方在天地量子通信技術(shù)開(kāi)發(fā)與驗(yàn)證方面的戰(zhàn)略合作。
量子信息網(wǎng)絡(luò)代表著信息技術(shù)的根本性突破。該網(wǎng)絡(luò)將使量子計(jì)算機(jī)與量子傳感器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,從而提升性能與抗干擾能力,為量子設(shè)備間的新型互聯(lián)網(wǎng)鋪平道路。這些網(wǎng)絡(luò)還將提供可抵御量子計(jì)算機(jī)攻擊的端到端安全通信。衛(wèi)星將在其中發(fā)揮關(guān)鍵作用,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離量子通信連接,為未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。
新協(xié)議旨在組織聯(lián)合實(shí)驗(yàn):將SpeQtral正在研發(fā)的量子衛(wèi)星,與泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司設(shè)計(jì)的首座量子地面站進(jìn)行協(xié)同測(cè)試。該地面站將配備環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器,用于評(píng)估當(dāng)?shù)丨h(huán)境對(duì)量子信號(hào)質(zhì)量的影響。
SpeQtral的量子衛(wèi)星系首批專用于實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量子通信的演示衛(wèi)星,將用于測(cè)試天地間糾纏光子傳輸,為未來(lái)跨大陸地面量子網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通鋪平道路。
SpeQtral負(fù)責(zé)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng),并提供與地面站協(xié)同所需數(shù)據(jù)(包括指向參數(shù)及時(shí)間戳的星上測(cè)量值);泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司則負(fù)責(zé)地面站運(yùn)行,收集同步本地測(cè)量數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)量子鏈路性能的交叉分析。雙方共同目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證未來(lái)可互操作量子網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ),并探索提升網(wǎng)絡(luò)性能的途徑。
后期雙方角色可能互換——泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司計(jì)劃2030年前發(fā)射QINSAT衛(wèi)星,向包括SpeQtral運(yùn)營(yíng)站在內(nèi)的地面站分發(fā)糾纏光子對(duì)。
自2018年起,泰雷茲-阿萊尼亞宇航公司持續(xù)推進(jìn)其量子通信技術(shù)路線圖,逐步確立在該領(lǐng)域的核心地位。該公司憑借其在衛(wèi)星通信系統(tǒng)、光學(xué)終端領(lǐng)域的技術(shù)積淀,以及泰雷茲集團(tuán)超過(guò)25年的量子技術(shù)經(jīng)驗(yàn),正開(kāi)發(fā)涵蓋量子通信系統(tǒng)天基段與地面段的全鏈路整合方案。
【重點(diǎn)事件】量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化需要耐心支持和理性環(huán)境
7月6日,第二十七屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)主論壇在北京召開(kāi)。年會(huì)期間,中國(guó)科協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)院院士、物理學(xué)家潘建偉接受科技日?qǐng)?bào)記者專訪,深入解讀量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與未來(lái)路徑。
專訪中,潘建偉首先厘清了“量子技術(shù)”的概念。量子力學(xué)在傳統(tǒng)信息技術(shù)中已得到廣泛應(yīng)用,比如集成電路、導(dǎo)航、磁共振、手機(jī)存儲(chǔ)等,這屬于第一次量子革命。而當(dāng)前備受關(guān)注的量子技術(shù)是指“量子信息科技”,其發(fā)展正在推動(dòng)第二次量子革命。
量子信息科技主要涵蓋三大領(lǐng)域:量子計(jì)算、量子通信、量子精密測(cè)量(或稱“量子傳感”)。其中,量子通信領(lǐng)域已形成廣域網(wǎng)絡(luò)和實(shí)用終端產(chǎn)品,量子精密測(cè)量則在導(dǎo)航、醫(yī)療等場(chǎng)景初顯應(yīng)用價(jià)值,量子計(jì)算仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。
今年3月,“祖沖之三號(hào)”超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)發(fā)布,實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)量子體系迄今公開(kāi)發(fā)表的最強(qiáng)“量子計(jì)算優(yōu)越性”。但目前,所有量子計(jì)算系統(tǒng)的硬件水平距離產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用尚有差距。潘建偉解釋,量子計(jì)算目前主要的可能應(yīng)用是與人工智能結(jié)合,輔助科學(xué)研究。
“實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,可能還需要10年至15年的發(fā)展。量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程慢,核心原因之一是目前尚未找到適用于現(xiàn)階段量子計(jì)算機(jī)的實(shí)用算法?!迸私▊ソ榻B,2024年谷歌懸賞500萬(wàn)美元,激勵(lì)尋找現(xiàn)階段量子計(jì)算的實(shí)用算法,但至今無(wú)人獲賞。
從更大范疇來(lái)看,量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也存在梗阻,潘建偉認(rèn)為這主要表現(xiàn)在兩方面。一方面是傳統(tǒng)領(lǐng)域的阻力?!傲孔蛹夹g(shù)作為新事物,進(jìn)入傳統(tǒng)領(lǐng)域時(shí)會(huì)面臨既有利益格局的阻礙。比如,量子保密通信與傳統(tǒng)保密通信模式不同,其推廣需通過(guò)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)安全測(cè)試,流程漫長(zhǎng)。而傳統(tǒng)技術(shù)可能為維護(hù)自身利益,延緩新技術(shù)應(yīng)用?!迸私▊フf(shuō)。
另一方面是不切實(shí)際的宣傳?!安糠制髽I(yè)出于商業(yè)利益或生存需求,過(guò)度宣傳尚未成熟的技術(shù)。比如,某企業(yè)推出的量子計(jì)算云平臺(tái),被宣稱具備特殊能力,實(shí)際上與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)能力相差不大。”潘建偉坦言,“炒作會(huì)誤導(dǎo)公眾和投資者,損害量子技術(shù)的公信力??茖W(xué)家應(yīng)坦誠(chéng)告知公眾量子技術(shù)能做什么、不能做什么,營(yíng)造理性的環(huán)境,避免量子技術(shù)因過(guò)度宣傳陷入低谷?!?
為了推動(dòng)量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,潘建偉建議,政府和民間要持續(xù)投入、耐心支持;社會(huì)各界應(yīng)形成共識(shí),給予技術(shù)成長(zhǎng)時(shí)間和空間;同時(shí),要培養(yǎng)既懂量子技術(shù)原理又能調(diào)試儀器設(shè)備的復(fù)合型創(chuàng)新人才。
潘建偉補(bǔ)充道,量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,離不開(kāi)電子束曝光機(jī)、分子束外延、稀釋制冷機(jī)等儀器設(shè)備制造企業(yè)?!皟x器設(shè)備是量子技術(shù)發(fā)展的基石,要支持相關(guān)儀器設(shè)備的自主研制?!?
“根據(jù)技術(shù)發(fā)展規(guī)律,預(yù)計(jì)再過(guò)10年左右,量子信息技術(shù)有望達(dá)到新高度?!迸私▊?qiáng)調(diào),“我們希望抓住機(jī)遇,推動(dòng)量子技術(shù)穩(wěn)健向前發(fā)展?!?
【重點(diǎn)事件】中電科30所和北郵等演示基于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的高速16節(jié)點(diǎn)量子接入網(wǎng)
研究團(tuán)隊(duì)利用連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)(CV-QKD)技術(shù),展示了其在中短距離通信中高速率、高兼容等獨(dú)特優(yōu)勢(shì),為解決“最后一公里”問(wèn)題提供了全新思路。系統(tǒng)采用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),具備高拓展性和現(xiàn)實(shí)部署可行性,意味著未來(lái)用戶只需通過(guò)類似家庭寬帶接入的方式,就有可能享受到量子級(jí)別的通信安全保障。研究成果標(biāo)志著高速量子保密通信網(wǎng)絡(luò)距離“飛入尋常百姓家”更近了一步。研究成果于7月3日發(fā)表于《Optica》(光學(xué))。
【重點(diǎn)事件】“本源悟空”科研團(tuán)隊(duì)加速拓展量子人工智能場(chǎng)景應(yīng)用
中新社合肥7月6日電 從安徽省量子計(jì)算工程研究中心獲悉,本源量子計(jì)算科技(合肥)股份有限公司(下稱“本源量子”)正依托中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”,與相關(guān)單位合作拓展量子人工智能場(chǎng)景應(yīng)用,加速技術(shù)成果從“實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證”向“產(chǎn)業(yè)落地”轉(zhuǎn)化。
量子計(jì)算與人工智能的融合,被視為下一代計(jì)算革命的重要方向。人工智能在處理高維數(shù)據(jù)、復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題時(shí),常面臨計(jì)算復(fù)雜度指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的瓶頸。而量子計(jì)算憑借疊加態(tài)與糾纏態(tài)特性,在并行計(jì)算、全局優(yōu)化等任務(wù)中具備天然優(yōu)勢(shì),二者的互補(bǔ)性為突破傳統(tǒng)算力限制提供了全新路徑。
本源量子科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)的量子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像識(shí)別算法,在復(fù)雜圖像識(shí)別任務(wù)中的效率與穩(wěn)定性均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)模型??蒲袌F(tuán)隊(duì)由此進(jìn)一步向醫(yī)療健康領(lǐng)域拓展量子人工智能應(yīng)用場(chǎng)景,以“本源悟空”作為計(jì)算后端,重點(diǎn)攻關(guān)量子人工智能在核磁共振(MRI)圖像重建領(lǐng)域的應(yīng)用。傳統(tǒng)MRI成像技術(shù)受限于經(jīng)典計(jì)算機(jī)算力,存在成像速度慢、圖像質(zhì)量與加速效率難以平衡的臨床痛點(diǎn)。量子人工智能的介入,通過(guò)量子經(jīng)典混合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)對(duì)MRI原始數(shù)據(jù)進(jìn)行高效重構(gòu),可顯著提升圖像重建精度。
“量子人工智能并非簡(jiǎn)單的技術(shù)疊加,而是通過(guò)底層邏輯重構(gòu),為復(fù)雜問(wèn)題提供全新解決范式?!卑不帐×孔佑?jì)算工程研究中心副主任趙雪嬌介紹,以乳腺癌鉬靶檢測(cè)為例,通過(guò)量子計(jì)算與人工智能的深度融合技術(shù),能顯著提升乳腺鉬靶圖像篩查精度,有效輔助醫(yī)生提高乳腺癌篩查效率,降低誤診率和漏診率。
趙雪嬌表示,“本源悟空”已實(shí)現(xiàn)人工智能大模型微調(diào)、圖像識(shí)別、醫(yī)療影像分析等量子人工智能場(chǎng)景應(yīng)用。未來(lái),科研團(tuán)隊(duì)將加速構(gòu)建量子計(jì)算與人工智能融合的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用生態(tài)。
【重點(diǎn)技術(shù)】國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)研制出全球首臺(tái)能在太空中運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)
由奧地利維也納大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)建造了一臺(tái)能耐受太空惡劣環(huán)境的光子量子計(jì)算機(jī),并已將該量子處理器集成到了衛(wèi)星中。該衛(wèi)星已于6月23日在加州范登堡太空基地搭載SpaceX的火箭發(fā)射至太空,現(xiàn)在它正以550公里的高度繞地球運(yùn)行,未來(lái)幾天科學(xué)家將與這顆衛(wèi)星建立通信并開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。據(jù)介紹,該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了將執(zhí)行量子計(jì)算任務(wù)的光子芯片,而德國(guó)航空航天中心的三個(gè)研究所則貢獻(xiàn)了他們專業(yè)的太空任務(wù)知識(shí)。
【重點(diǎn)技術(shù)】新方法成功模擬特定容錯(cuò)量子計(jì)算
量子計(jì)算機(jī)通往實(shí)用之路的一大障礙是糾正計(jì)算中產(chǎn)生的錯(cuò)誤,人們需借助傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)對(duì)量子計(jì)算進(jìn)行模擬驗(yàn)證,但這一任務(wù)極其復(fù)雜。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)、意大利米蘭大學(xué)、西班牙格拉納達(dá)大學(xué)和日本東京大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)首次提出了一種新方法,能夠模擬特定類型的容錯(cuò)量子計(jì)算,攻克了該領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的一項(xiàng)技術(shù)難題。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《物理評(píng)論快報(bào)》雜志。
限制量子計(jì)算機(jī)糾錯(cuò)能力的根源,來(lái)自其最基本構(gòu)件量子比特。量子比特雖然擁有巨大計(jì)算潛力,但也異常脆弱。其計(jì)算能力依賴于量子疊加態(tài)的性質(zhì),量子比特可同時(shí)處于0和1的狀態(tài),以及它們之間的任意組合。這讓計(jì)算能力隨著量子比特?cái)?shù)的增加呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),但代價(jià)是系統(tǒng)對(duì)外界干擾極其敏感。
量子糾錯(cuò)代碼通過(guò)將信息分散到多個(gè)子系統(tǒng)中,能在不破壞量子信息的前提下發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤。其中一種方法是將一個(gè)量子比特信息編碼在一個(gè)振動(dòng)的量子系統(tǒng)中多個(gè)甚至無(wú)限個(gè)能級(jí)上,這種方式被稱為玻色編碼。但由于涉及多重能級(jí),這種編碼方式的模擬極其復(fù)雜。
此次的方法是一種能夠模擬使用玻色編碼中GKP(戈特斯曼—基塔耶夫—普雷斯基爾)編碼的量子算法。這種編碼方式被廣泛應(yīng)用于主流量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)方案中。
GKP編碼通過(guò)特殊方式存儲(chǔ)量子信息,使得量子計(jì)算機(jī)更容易糾錯(cuò),也因此對(duì)外界噪聲不那么敏感。由于其深度量子力學(xué)的特性,GKP編碼一直極難用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。而現(xiàn)在,研究團(tuán)隊(duì)終于找到了一種獨(dú)特方法。他們構(gòu)建了一種新的數(shù)學(xué)工具,可在算法中有效引入GKP編碼。借助新方法,團(tuán)隊(duì)能更可靠地測(cè)試和驗(yàn)證量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果。
這項(xiàng)研究意味著科學(xué)家可用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)模擬具備容錯(cuò)能力的量子糾錯(cuò)代碼,這是構(gòu)建更可靠、更穩(wěn)健量子計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵一步。
【重點(diǎn)技術(shù)】東京大學(xué)與IBM團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)56量子比特量子多體系統(tǒng)模擬
東京大學(xué)與IBM的研究人員最近在IBM Heron量子處理器上演示了Krylov量子對(duì)角化(KQD)算法,并利用該算法成功地在由多達(dá) 56個(gè)量子比特組成的2D重六邊形晶格上模擬了海森堡模型,實(shí)現(xiàn)了量子處理器模擬多體系統(tǒng)的最大紀(jì)錄之一。這一發(fā)表于近期《自然通訊》期刊的成果,證明了當(dāng)前量子處理器無(wú)需完全容錯(cuò)即可研究與凝聚態(tài)物理、量子化學(xué)和高能物理相關(guān)的系統(tǒng)。
【重點(diǎn)技術(shù)】SPINNING項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已成功驗(yàn)證一種基于金剛石自旋量子比特的混合固態(tài)量子計(jì)算技術(shù)
由德國(guó)聯(lián)邦教育和研究部(BMFTR)資助的SPINNING項(xiàng)目最近取得一項(xiàng)重大成果,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已成功驗(yàn)證了一種基于金剛石自旋量子比特的混合可集成固態(tài)量子計(jì)算技術(shù)。這種新型量子硬件平臺(tái)具有分布式、可擴(kuò)展、近室溫運(yùn)行的特點(diǎn),并在操作時(shí)間和錯(cuò)誤率方面要優(yōu)于現(xiàn)有市售的超導(dǎo)量子系統(tǒng)。為期三年且即將結(jié)束的SPINNING項(xiàng)目由弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所牽頭,有28名來(lái)自學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的專家參與了研發(fā),并獲得了由提供BMFTR了1610萬(wàn)歐元的資金支持。
【重點(diǎn)技術(shù)】CSIRO與合作者首次展示了量子機(jī)器學(xué)習(xí)在半導(dǎo)體制造中的應(yīng)用
澳大利亞的科研人員與其合作者在全球首次展示了量子機(jī)器學(xué)習(xí)在半導(dǎo)體制造中的應(yīng)用,這一突破性可能會(huì)重塑未來(lái)芯片的設(shè)計(jì)方式。澳洲國(guó)家科學(xué)機(jī)構(gòu)CSIRO的研究人員已經(jīng)證明,量子機(jī)器學(xué)習(xí)在歐姆接觸電阻建模方面要顯著優(yōu)于傳統(tǒng)AI方法。他們利用了由北京大學(xué)、松山湖材料實(shí)驗(yàn)室及香港城市大學(xué)提供的實(shí)驗(yàn)室制造數(shù)據(jù)集,以供其訓(xùn)練這種量子機(jī)器學(xué)習(xí)模型。相關(guān)研究成果已發(fā)表于近日的《Advanced Science》期刊。
【重點(diǎn)技術(shù)】QFFN-BERT: 混合量子-經(jīng)典Transformer架構(gòu)中深度、性能與數(shù)據(jù)效率的實(shí)證研究
參數(shù)量子電路(PQC)近期成為增強(qiáng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)表達(dá)能力的創(chuàng)新組件。該工作提出QFFN-BERT——一種混合量子經(jīng)典Transformer模型,其核心創(chuàng)新在于將緊湊型BERT變體的前饋網(wǎng)絡(luò)(FFN)模塊替換為基于PQC的層。這一設(shè)計(jì)源于FFN在標(biāo)準(zhǔn)Transformer編碼器模塊中約占總參數(shù)量三分之二的突出地位。不同于前人研究主要將PQC集成至自注意力模塊的做法,該團(tuán)隊(duì)聚焦FFN結(jié)構(gòu),系統(tǒng)探究了PQC深度、表達(dá)能力與可訓(xùn)練性之間的平衡關(guān)系。最終提出的PQC架構(gòu)融合了殘差連接、RY與RZ旋轉(zhuǎn)門以及交替糾纏策略,確保了訓(xùn)練穩(wěn)定性與高表達(dá)能力。 在SST-2和DBpedia基準(zhǔn)測(cè)試的經(jīng)典模擬器實(shí)驗(yàn)中,該研究團(tuán)隊(duì)獲得兩項(xiàng)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):首先,經(jīng)過(guò)精心配置的QFFN-BERT在完整數(shù)據(jù)場(chǎng)景下達(dá)到基線模型102.0%的準(zhǔn)確率,超越經(jīng)典對(duì)應(yīng)模型的同時(shí)將FFN專用參數(shù)量降低99%以上;其次,模型在少樣本學(xué)習(xí)場(chǎng)景中展現(xiàn)出持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),證實(shí)其具有更優(yōu)的數(shù)據(jù)效率潛力。這些發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)比未優(yōu)化PQC的消融實(shí)驗(yàn)(該P(yáng)QC完全未能學(xué)習(xí))得到驗(yàn)證,表明當(dāng)結(jié)合深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)原理進(jìn)行協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí),PQC確實(shí)能成為經(jīng)典FFN的強(qiáng)大且高效的參數(shù)替代方案。
【重點(diǎn)技術(shù)】中國(guó)科大實(shí)現(xiàn)多模量子糾纏態(tài)的耗散制備
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)自旋磁共振實(shí)驗(yàn)室林毅恒教授團(tuán)隊(duì)與香港中文大學(xué)袁海東教授團(tuán)隊(duì)合作,在量子糾纏態(tài)制備領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)利用離子阱系統(tǒng)的振動(dòng)模式,在實(shí)驗(yàn)中演示可編程耗散工程方法,成功制備穩(wěn)態(tài)的兩模、三模和五模量子多體糾纏態(tài)。相關(guān)成果以“Programmable Multi-Mode Entanglement via Dissipative Engineering in Vibrating Trapped Ions”為題,于7月2日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Science Advances》上。
多模糾纏態(tài)作為量子計(jì)算、量子通信與量子精密測(cè)量等領(lǐng)域的重要資源,如何實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且可擴(kuò)展的多模糾纏態(tài)備受關(guān)注。主要難點(diǎn)之一在于量子系統(tǒng)易受環(huán)境噪聲干擾,也就是耗散現(xiàn)象,使得傳統(tǒng)制備方法不得不將系統(tǒng)與環(huán)境隔離,以減少耗散影響。近年來(lái),實(shí)驗(yàn)和理論研究帶來(lái)新的思路,發(fā)現(xiàn)在精心設(shè)計(jì)下,耗散過(guò)程能轉(zhuǎn)化為生成特定量子態(tài)的資源,即“耗散工程”,乃至于可以自發(fā)產(chǎn)生穩(wěn)定的目標(biāo)狀態(tài)。然而,此前相關(guān)實(shí)驗(yàn)展示局限于單體或兩體系統(tǒng),多個(gè)玻色模式糾纏制備的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仍然存在顯著挑戰(zhàn)。
本研究通過(guò)對(duì)束縛鈣離子鏈的激光精確操控,產(chǎn)生耗散的自旋與多個(gè)振動(dòng)模式之間的耦合,實(shí)現(xiàn)特定耗散過(guò)程的可控編程。這一操作使得高度糾纏的目標(biāo)量子態(tài)是系統(tǒng)的唯一穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)驅(qū)動(dòng)其他狀態(tài)自發(fā)的向目標(biāo)態(tài)流動(dòng),呈現(xiàn)“自動(dòng)穩(wěn)定”的特性,大幅提升了技術(shù)的實(shí)用性和適用范圍。最終,團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了從初始熱態(tài)出發(fā),以超過(guò)84%的保真度,確定性的制備出兩模、三模和五模的多體壓縮糾纏態(tài),并進(jìn)行了全面表征。其中,通過(guò)測(cè)量模式間的量子關(guān)聯(lián),以及應(yīng)用van Loock–Furusawa不等式等標(biāo)準(zhǔn)判據(jù),驗(yàn)證了糾纏態(tài)的成功制備及其真多體糾纏屬性。
本研究充分展示了離子阱平臺(tái)在連續(xù)變量量子信息處理中的獨(dú)特潛力。所展示的耗散工程方法具備普適性,未來(lái)可被應(yīng)用于超導(dǎo)電路、冷原子系統(tǒng)、光機(jī)械系統(tǒng)等多種物理平臺(tái)。隨著量子技術(shù)不斷向工程化與系統(tǒng)化邁進(jìn),基于耗散的糾纏構(gòu)建方法將為構(gòu)建穩(wěn)定可靠的量子信息處理系統(tǒng)提供有力支撐,在量子計(jì)算、多參數(shù)測(cè)量等研究領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后李岳、博士研究生李易和程序?yàn)楸疚墓餐谝蛔髡撸忠愫憬淌跒橥ㄓ嵶髡?。該研究工作得到了?guó)家自然科學(xué)基金、科技部等項(xiàng)目的支持。
【重點(diǎn)技術(shù)】C12公司與ENS大學(xué)首次在碳基電路中實(shí)現(xiàn)量子態(tài)相干控制 相干時(shí)間達(dá)1.3微秒
法國(guó)C12公司與巴黎高等師范學(xué)院(ENS)日前在《自然通訊》期刊發(fā)表一項(xiàng)研究成果,首次在碳基電路中實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)相干控制,并測(cè)得碳基自旋量子比特相干時(shí)間達(dá)1.3微秒,創(chuàng)碳基量子電路最高紀(jì)錄,且較相同環(huán)境條件下硅基量子點(diǎn)的記錄高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。該實(shí)驗(yàn)采用懸浮碳納米管雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了在300mK低溫下通過(guò)微波腔內(nèi)光子操控量子態(tài),并能夠在零外部磁場(chǎng)下對(duì)量子態(tài)進(jìn)行相干控制。他們這一成就表明,碳納米管可作為cQED架構(gòu)中自旋量子比特的主體材料的有潛力候選者。
【重點(diǎn)企業(yè)】IBM:Qiskit SDK v2.1發(fā)布,2026年將實(shí)現(xiàn)無(wú)可爭(zhēng)議的實(shí)用量子優(yōu)勢(shì)
7月2日,IBM宣布推出量子軟件開(kāi)發(fā)工具包Qiskit SDK的v2.1版本。該版本的性能得到顯著提升,并新增多項(xiàng)關(guān)鍵功能,以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)勢(shì)的近期演示。核心新功能包括擴(kuò)展了Qiskit SDK對(duì)C API的支持,以促進(jìn)量子計(jì)算與高性能計(jì)算(HPC)的協(xié)同工作。IBM預(yù)測(cè),到2026年底世界將擁有無(wú)可爭(zhēng)議的實(shí)用量子優(yōu)勢(shì)證據(jù)。
【重點(diǎn)企業(yè)】Quantum eMotion和Krown正推進(jìn)量子安全加密熱錢包的開(kāi)發(fā)
Krown Technologies與量子網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)提供商Quantum eMotion(QeM)日前宣布,雙方在開(kāi)發(fā)兩款量子安全加密錢包Qastle熱錢包和Excalibur冷錢包方面取得重要進(jìn)展。繼成功推出全球首款量子安全冷錢包Excalibur后,雙方正同步推進(jìn)Qastle熱錢包的開(kāi)發(fā)。據(jù)介紹,兩款量子安全錢包均采用了QeM具有專利的量子隨機(jī)數(shù)生成器(QRNG)和熵即服務(wù)(EaaS),可為線上線下數(shù)字資產(chǎn)提供超安全保障。
【重點(diǎn)企業(yè)】Xanadu與三菱化學(xué)將合作開(kāi)發(fā)用于模擬EUV光刻中量子過(guò)程的量子算法
光量子計(jì)算先驅(qū)Xanadu與三菱化學(xué)近日啟動(dòng)了一個(gè)合作項(xiàng)目,以共同開(kāi)發(fā)用于模擬極紫外 (EUV) 光刻中量子過(guò)程的新型量子算法。這項(xiàng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)更微型、更復(fù)雜微芯片制造的關(guān)鍵。在該合作中,三菱化學(xué)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室將提供有關(guān)EUV光刻膠材料的專業(yè)知識(shí),包括其分子結(jié)構(gòu)、成分和反應(yīng)性,并將提供對(duì)關(guān)鍵物理過(guò)程的基本理解和定量分析(如EUV吸收、俄歇衰變和二次電子效應(yīng))。Xanadu的量子算法團(tuán)隊(duì)將負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)用于模擬光-物質(zhì)相互作用和二次電子效應(yīng)的量子算法。
【重點(diǎn)企業(yè)】MegazoneCloud與量子軟件企業(yè)Classiq簽署合作備忘錄——共拓量子計(jì)算應(yīng)用新生態(tài)
韓國(guó)云市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)、AWS云服務(wù)管理供應(yīng)商(MSP),與量子軟件龍頭Classiq Technologies共同宣布,在韓國(guó)量子峰會(huì)2025(6月24-26日,首爾aT中心)期間簽署戰(zhàn)略合作備忘錄。雙方將通過(guò)三大舉措加速量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化:聯(lián)合開(kāi)發(fā)韓國(guó)量子教育項(xiàng)目、設(shè)計(jì)與實(shí)施客戶導(dǎo)向的試點(diǎn)工程、探索混合計(jì)算環(huán)境的技術(shù)集成方案。
Classiq以其先進(jìn)量子軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)著稱,核心技術(shù)包括:
Qmod量子建模語(yǔ)言:支持高層級(jí)抽象開(kāi)發(fā)
深度編譯技術(shù):優(yōu)化量子電路設(shè)計(jì),確??玳T型量子硬件兼容性
該平臺(tái)顯著簡(jiǎn)化復(fù)雜量子程序的高效設(shè)計(jì)流程,使非專業(yè)開(kāi)發(fā)者也能構(gòu)建部署優(yōu)化后的量子應(yīng)用。隨著未來(lái)數(shù)年物理量子比特規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,Classiq的模型驅(qū)動(dòng)技術(shù)日益成為實(shí)用化量子計(jì)算的關(guān)鍵賦能者。
此次合作深度契合美佳云打造亞洲量子云服務(wù)樞紐的戰(zhàn)略布局。該公司已通過(guò)接入AWS Braket平臺(tái),為韓國(guó)企業(yè)提供量子人工智能、優(yōu)化計(jì)算及化學(xué)模擬等實(shí)際應(yīng)用。整合Classiq的開(kāi)發(fā)工具與設(shè)計(jì)平臺(tái)后,將加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化級(jí)量子解決方案落地。
【重點(diǎn)企業(yè)】AWS推出開(kāi)源量子芯片設(shè)計(jì)工具DeviceLayout.jl
7月1日,AWS(亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù))量子計(jì)算中心正式開(kāi)源量子集成電路設(shè)計(jì)軟件DeviceLayout.jl,該工具采用Julia語(yǔ)言開(kāi)發(fā),支持模塊化、可復(fù)用的量子芯片設(shè)計(jì)流程。其核心功能包括:通過(guò)原理圖驅(qū)動(dòng)布局自動(dòng)生成17量子位處理器GDSII文件;與電磁仿真工具Palace無(wú)縫集成,可輸出3D模型并優(yōu)化量子比特頻率至目標(biāo)值1%誤差范圍內(nèi)。該工具已應(yīng)用于AWS超導(dǎo)量子芯片研發(fā),特色包括:基于Open CASCADE的幾何引擎精確處理彎曲波導(dǎo)結(jié)構(gòu);通過(guò)物理分組標(biāo)簽系統(tǒng)自動(dòng)配置仿真參數(shù);支持團(tuán)隊(duì)協(xié)作開(kāi)發(fā)及版本控制。開(kāi)發(fā)者可通過(guò)GitHub獲取這一MIT協(xié)議開(kāi)源工具,配套文檔提供從快速入門到全芯片仿真的完整案例。
【重點(diǎn)企業(yè)】Orientom將與EQ Tech Energy聯(lián)手打造首個(gè)量子電網(wǎng),推動(dòng)能源基礎(chǔ)設(shè)施革新
7月1日,韓國(guó)量子軟件公司Orientom與泰國(guó)能源科技企業(yè)EQ Tech Energy簽署合作協(xié)議,將共同開(kāi)發(fā)全球首個(gè)“量子電網(wǎng)”系統(tǒng)。該技術(shù)將量子計(jì)算應(yīng)用于電網(wǎng)優(yōu)化,通過(guò)量子算法實(shí)現(xiàn)三大突破:實(shí)時(shí)優(yōu)化發(fā)電廠、電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行;快速計(jì)算數(shù)千萬(wàn)種電網(wǎng)場(chǎng)景;采用量子加密技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)安全。雙方計(jì)劃將合作擴(kuò)展至智能電網(wǎng)、微電網(wǎng)及可再生能源整合領(lǐng)域,目標(biāo)在2030年代中期實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
【重點(diǎn)企業(yè)】Xanadu與三菱化學(xué)合作開(kāi)發(fā)EUV光刻量子模擬算法
7月2日,加拿大量子計(jì)算公司Xanadu與三菱化學(xué)啟動(dòng)合作項(xiàng)目,共同研發(fā)用于極紫外(EUV)光刻技術(shù)模擬的量子算法。EUV光刻是制造更小、更復(fù)雜微芯片的關(guān)鍵工藝,但隨著特征尺寸縮小,俄歇衰變等量子效應(yīng)導(dǎo)致電子相互作用復(fù)雜化,傳統(tǒng)模擬面臨挑戰(zhàn)。量子計(jì)算可通過(guò)直接模擬量子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)及光-物質(zhì)相互作用突破這一限制。合作中,三菱化學(xué)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室將提供EUV光刻膠材料的分子結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性數(shù)據(jù),Xanadu量子算法團(tuán)隊(duì)則設(shè)計(jì)模擬光-物質(zhì)相互作用及二次電子效應(yīng)的算法。該研究旨在為半導(dǎo)體材料領(lǐng)域建立量子計(jì)算的具體應(yīng)用,推動(dòng)芯片微縮化發(fā)展,支撐智能手機(jī)、超級(jí)計(jì)算機(jī)及人工智能等技術(shù)的底層硬件創(chuàng)新。
【重點(diǎn)事件】量子糾錯(cuò)技術(shù)公司QEDMA獲2600萬(wàn)美元融資,IBM參與投資攻關(guān)量子計(jì)算難題
量子噪聲抑制技術(shù)領(lǐng)軍企業(yè)QEDMA今日宣布完成2600萬(wàn)美元A輪融資。本輪由Glilot Capital Partners通過(guò)其早期成長(zhǎng)基金Glilot+領(lǐng)投,IBM、韓國(guó)投資伙伴公司(Korea Investment Partners)等新進(jìn)投資者及TPY Capital等現(xiàn)有投資方共同參與。QEDMA的軟件解決方案致力于攻克量子計(jì)算誤差消減的核心挑戰(zhàn),預(yù)計(jì)未來(lái)數(shù)月將通過(guò)多家量子計(jì)算企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)的合作實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性實(shí)證。
【重點(diǎn)事件】D-Wave完成4億美元股票增發(fā),加速量子計(jì)算商業(yè)化布局
7月1日,D-Wave宣布通過(guò)市場(chǎng)發(fā)行(ATM)計(jì)劃完成4億美元普通股增發(fā),平均股價(jià)15.18美元/股。此次發(fā)行使公司現(xiàn)金儲(chǔ)備增至約8.15億美元,發(fā)行股價(jià)較今年1月完成的1.5億美元ATM計(jì)劃(均價(jià)6.10美元/股)顯著提升。D-Wave計(jì)劃將資金主要用于戰(zhàn)略收購(gòu)及企業(yè)運(yùn)營(yíng),包括擴(kuò)大在優(yōu)化計(jì)算、人工智能等領(lǐng)域的量子應(yīng)用開(kāi)發(fā)。
【重點(diǎn)事件】荷蘭量子公司Groove Quantum獲1000萬(wàn)歐元EIC加速器資金,專注鍺基量子計(jì)算
7月2日,荷蘭量子計(jì)算公司Groove Quantum宣布已通過(guò)歐洲創(chuàng)新理事會(huì)(EIC)加速器計(jì)劃獲得1000萬(wàn)歐元(約合1180萬(wàn)美元)融資,其中250萬(wàn)歐元為無(wú)償資助。該公司專注于鍺基量子比特技術(shù),旨在提升量子比特?cái)?shù)量同時(shí)保持高保真度,以推動(dòng)實(shí)用化量子計(jì)算發(fā)展。Groove Quantum由Anne-Marije Zwerver和Nico Hendrickx于2024年創(chuàng)立,其鍺量子比特基于晶體管技術(shù),兼容半導(dǎo)體制造工藝,具有尺寸緊湊、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。此次融資將用于量子芯片研發(fā),提升其穩(wěn)定性和成本效益,助力歐洲量子生態(tài)建設(shè)。
【重點(diǎn)事件】Omnes Capital完成1.12億歐元募資,重點(diǎn)扶持歐洲量子、AI等深科技企業(yè)
7月2日,歐洲私募機(jī)構(gòu)Omnes Capital宣布,其第二支深科技基金Omnes Real Tech 2完成首輪1.12億歐元募資,目標(biāo)支持歐洲量子計(jì)算、人工智能、新航天等前沿科技領(lǐng)域成長(zhǎng)期企業(yè)。該基金是首個(gè)受益于歐盟國(guó)防指令的歐洲基金,將重點(diǎn)布局德國(guó)、意大利市場(chǎng),并通過(guò)后續(xù)增資推動(dòng)企業(yè)規(guī)?;l(fā)展。其首支基金已培育多個(gè)行業(yè)標(biāo)桿:量子計(jì)算企業(yè)Quandela實(shí)現(xiàn)北美市場(chǎng)商業(yè)化,德國(guó)Quantum Systems成為歐洲首家盈利的國(guó)防領(lǐng)域獨(dú)角獸。新基金將延續(xù)工業(yè)化創(chuàng)新與國(guó)際擴(kuò)張策略,依托20年行業(yè)資源網(wǎng)絡(luò)篩選優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目。