一周要闻 | “墨子号”之后，中国空间量子科学往哪走？

摘要

▪ 美国提出《国家量子倡议再授权法案》

▪ 英国多项举措推动量子经济国家愿景

▪ 中国计划构建低轨量子密钥卫星组网、中高轨量子科学实验平台

▪ 两项量子密钥分发行业标准落地实施

政策战略

一、国际

①美国提出《国家量子倡议再授权法案》

11月3日，美国众议院科学、空间与技术委员会正式提出H.R. 6213号法案——即《国家量子计划再授权法案》。该法案修改了许多跨机构量子计划的目标，确保量子研究能够超越基础科学，进入应用研究、示范和商业化阶段，以持续推动美国的量子科学与技术发展，并保持全球领先地位。（来源：众议院科学、空间与技术委员会官网）

原文链接：
https://science.house.gov/2023/11/the-national-quantum-initiative-reauthorization-act

②英国多项举措推动量子经济国家愿景

11月2日，在英国国家量子技术展示会上，英国科学大臣阐述了，政府如何继续实现其到 2023 年成为量子经济体的愿景.

具体包括：启动英国量子标准网络试点项目；为6个项目提供超过1000万英镑的资金，以加快量子网络技术组件和系统的开发；为与加拿大的合作提供超过400万英镑资金，开发用于商业用途的实际量子技术；英国国家量子计算中心与IBM建立合作伙伴关系，为用户提供IBM全系列量子机器的云访问服务；英国和澳大利亚签署《量子技术合作联合声明》，推进在量子技术创新、研究和商业化方面的合作。（来源：英国政府官网）

原文链接：
https://www.gov.uk/government/news/new-technologies-on-show-at-quantum-showcase-as-science-minister-drives-forward-uks-25-billion-quantum-strategy

③美国能源部授予1140万美元用于聚变能源研究的量子信息科学

10月30日，美国能源部（DOE）宣布将拨款1140万美元，用于资助在“聚变能科学量子信息科学研究资助机会公告”中竞选出的，与聚变和等离子体科学相关的六个量子信息科学（QIS）项目。这六个项目将在现有和近期量子计算机上推进开发与聚变和等离子体物理相关的量子算法，开发新型等离子体高灵敏度测量技术，并探索使用高能量密度物理方法来发现和开发新型QIS材料。（来源：美国能源部官网）

原文链接：
https://www.energy.gov/science/articles/department-energy-announces-114-million-research-quantum-information-science

④德国北威州Qugrids 项目将量子技术用于能源网

11月2日，在由于利希研究中心统筹的北威州Qugrids项目中，研究人员正在研究如何将量子技术用于能源网络的规划和运行。该项目于11月1日启动，北莱茵-威斯特法伦州文化和科学部为Qugrids提供了300万欧元的资助。（来源：于利希研究中心网站）
原文链接：
https://www.fz-juelich.de/en/news/archive/announcements/2023/nrw-researchers-to-exploit-quantum-technologies-for-energy-grids

二、国内

①中国计划构建低轨量子密钥卫星组网、中高轨量子科学实验平台

近日，中国科学院院士王建宇在第三届中国空间科学大会上表示：“近地轨道量子关键卫星组网和中高轨道量子科学实验平台是未来主要发展方向。”在低轨平台上，科学家计划组建低轨量子密钥卫星网络，可由多颗卫星组成低轨量子密钥卫星网络，为我国提供保密通信和密钥分发服务。在中高轨平台上，科学家将开展量子科学实验卫星项目，目标是进行万公里全天时量子通信实验，并于经典通信网络进行无缝衔接，为量子通信的广泛应用奠定基础。（来源：中国科学报）

原文链接：

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/10/510381.shtm

②湖北开展省级制造业创新中心培育建设工作 聚焦量子科技等新兴特色产业

近日，湖北省经信厅办公室发布关于《开展2023年度省级制造业创新中心培育建设工作》的通知。其中省级制造业创新中心培育的重点，聚焦于量子科技等九个新兴特色产业，以及光电子信息等五大优势产业，兼顾各地特色产业、支柱产业发展。（来源：湖北省经济和信息化厅官网）

原文链接：
http://jxt.hubei.gov.cn/fbjd/zc/qtzdgkwj/gwfb/202310/t20231027_4917118.shtml

③苏州加快培育未来产业 推动量子技术发展

近日，苏州市人民政府发布关于加快培育未来产业的工作意见，重点发展量子技术等未来产业。包括开展高性能量子计算机、超导量子芯片、量子-电子协同算力网产业化探索，搭建量子计算云服务平台，强化图形化编程和量子任务管理，推广量子计算算力服务，打造量子计算产业体系。围绕高成码率、高集成度、超远安全传输距离、量子共纤传输等量子通信重点方向，开发量子随机数发生器、量子路由器、量子交换机等关键核心设备，积极开展实验验证和商用化方案探索，推动量子通信在金融、政务、能源等领域的广泛应用。（来源：苏州市人民政府官网）

原文链接：

https://www.suzhou.gov.cn/szsrmzf/zfwj/202309/823685b66b07444ba6b312f6a817cfa1.shtml

④河南驻马店加强数字政府建设

11月6日，驻马店经济开发区管委会驻马店经济开发区印发《驻马店经济开发区加强数字政府建设实施方案（2023—2025年）》。在数字政府建设重点任务清单的完善数字政府制度规则部分，指出探索电子政务外网IPv6+创新实践和量子通信等新技术融合应用。（来源：驻马店经开区官网）

原文链接：

https://www.zmdkfq.gov.cn/newsdetail/54/6022.html

产业进展

一、国际

①KT与Telkom Indonesia合作 用量子密码学等技术建设智慧城市近日，韩国电信公司KT宣布，已与印尼国有电信公司Telkom Indonesia签署谅解备忘录。通过谅解备忘录，KT计划将其智慧城市、量子密码学和网络安全等尖端ICT技术与Telkom的客户和网络基础设施相结合，在印度尼西亚新首都合作建设智慧城市。（来源：KT网站）
原文链接：

https://m.corp.kt.com/html/promote/news/report_detail.html?rows=10&page=1&datNo=18090#btn-total-open

②波音公司向芝加哥量子交易所投资超350万美元 推动量子研究和人才发展

近日，波音公司投资350万美元用于扩大与芝加哥量子交易所的合作伙伴关系。这一合作将支持早期职业科学家和新研究，助力该地区的量子生态系统发展，以及下一代传感器和网络的开发。（来源：芝加哥量子交易所官网）
原文链接：

https://chicagoquantum.org/news/new-boeing-cqe-collaboration-will-develop-talent-advance-quantum-communications-and-sensing

③Innovate UK资助多家企业 推进量子计算应用

10月31日消息，在英国政府量子催化剂基金的第一阶段竞争过程中，量子软件公司 Multiverse Computing、穆迪分析公司和牛津量子电路公司的联合项目 "量子辅助洪水建模 "赢得英国创新基金会 (Innovate UK) 资助，将利用量子计算解决大规模洪水建模研究中的计算难题，使洪水风险评估和管理更加准确和高效。

11月1日，全栈量子计算公司Rigetti Computing宣布，已获得Innovate UK资助，将通过使用量子机器学习技术来增强现有的反洗钱技术，提高当前机器学习算法性能。与Rigetti一起参与这项工作的还有汇丰银行、爱丁堡大学量子软件实验室和国家量子计算中心。（来源：HPC Wire网站、Rigetti网站）

原文链接：

https://www.hpcwire.com/off-the-wire/multiverse-computing-wins-uk-funding-to-improve-flood-risk-assessment-with-quantum-algorithms/
https://investors.rigetti.com/news-releases/news-release-details/rigetti-computing-awarded-innovate-uk-grant-enhance-quantum

④ParityQC获DLR合同 开发全新分子模拟量子计算方法

11月2日，量子架构公司ParityQC宣布，已获得德国航空航天中心（DLR）的合同，利用量子计算开发原子和分子建模的新方法。该项目名为 QuantiCoM Q2H，旨在研究和展示利用量子计算改进当前科学和工业环境中的化学建模方法，项目为期3年。届时，ParityQC 将能提供可执行的量子算法，让量子硬件用于分子模拟。（来源：ParityQC网站）
原文链接：
https://parityqc.com/parityqc-is-awarded-contract-by-dlr-for-quanticom-q2h-project

二、国内

①两项量子密钥分发行业标准落地实施

11月1日起，由工业和信息化部批准发布的两项量子保密通信行业标准《量子密钥分发（QKD）网络AK接口技术要求 第一部分：应用程序接口（API）》、《量子密钥分发（QKD）系统技术要求 第二部分：基于高斯调制相干态协议的QKD系统》落地实施，国盾量子参与了上述标准的制定工作。(来源：工业和信息化部官网）

原文链接：

https://wap.miit.gov.cn/jgsj/kjs/jscx/bzgf/art/2023/art_e1f7e711fff6479189ce546799f911bb.html

②挑战杯揭榜挂帅专项赛量子计算赛题迎来最终角逐

10月27日至31日，由共青团中央、中国科协、教育部、中国社会科学院、全国学联、贵州省政府共同主办的第十八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛在贵州大学举办。由国盾量子发榜的“基于量子计算云平台的软件开发和应用探索”赛题，迎来最终“擂主”角逐。最终，中国人民解放军战略支援部队信息工程大学团队夺得“擂主”桂冠，贵州大学团队获得“最佳人气作品”奖。（来源：国盾量子官微）

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/iKUq5BlKlsCFLs3xEABTIA

科研进展

一、国际

①新型单光子源技术可利用现有电信基础设施开展量子安全通信

芬兰和德国的研究团队在适合电信光纤波长的能量范围内，提出了一种新的产生单光子的方法。在该研究中，研究人员使用半径为12纳米的基于锑化镓的量子点，用红外激光照射量子点，在相同的量子态和与电信范围相对应的波长下，成功产生单光子。这意味着现有的通信基础设施能用于量子加密，并有望推动量子技术的发展，特别是量子密码学和量子计算领域。该成果近日发表于《Advanced Quantum Technologies》。

论文链接：

https://doi.org/10.1002/qute.202300180

②东京理科大学开发出可在室温下工作的单光子光源

东京理科大学的研究团队通过在光纤中掺杂稀土原子，并以光学定位单个原子来捕捉其发光，构成了一种稳定、低成本的单光子源。在室温下，研究人员对非晶硅光纤中的单个稀土原子，进行了单位点光谱分析和光学寻址实验演示。实验表明，该单光子光源具有可选波长且无需昂贵的冷却系统，有望让大规模量子光学网络，以及其他基于从可见光到中红外波长的大量频谱通道的量子技术固态系统，更具成本效益，且更容易实现。该成果近日发表于《Physical Review Applied》。

论文链接：

https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.20.044038

③日本信息通信技术研究所发现新型超导宽带单光子探测器

日本信息通信技术研究所提出一种新型超导宽带带装单光子探测器（SWSPD），这一探测器采用了高临界存储库结构，可抑制本征暗计数，并在宽带中实现高效的光子探测。该探测器的条带宽度（20μm）是传统超导纳米线单光子探测器SNSPD的200倍以上，是目前全球条带宽度最宽的SNSPD，具有出色的生产效率和无偏振的高探测器性能，为使用超宽超导带开辟了新的光子探测器类别。该成果近日发表于《Optica Quantum》。

论文链接：

https://opg.optica.org/opticaq/fulltext.cfm?uri=opticaq-1-1-26&id=541174

二、国内

①南京大学实现通信波段光量子纠缠的存储

南京大学的研究团队结合晶体掺杂的同位素铒离子能级的高相干性和氮化硅光量子芯片的窄线宽、高亮度量子纠缠光源，成功实现了通信波段光量子纠缠态的微秒级存储。该工作大幅增加了通信波段纠缠光子的存储时间，超越之前世界纪录两个数量级以上，并且首次实现了光量子芯片光源与量子存储器的对接，有望在规模化量子网络等方面实现重要应用。该成果11月1日发表于《Nature Communications》。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-023-42741-1