2022年12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
【中共中央、國務院印發《擴大內需戰略規劃綱要（2022－2035年）》，新基建中點名量子保密通信網絡】
12月14日，中共中央、國務院印發了《擴大內需戰略規劃綱要（2022－2035年）》，提出系統布局新型基礎設施，包括以需求為導向，增強國家廣域量子保密通信骨干網絡服務能力。實現科技高水平自立自強，在人工智能、量子信息、腦科學等前沿領域實施一批前瞻性、戰略性國家重大科技項目。（來源：新華網）
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http://www.news.cn/politics/2022-12/14/c_1129209201.htm
【《物理世界》公布 2022 年度十大突破，中國科學家成果入選】
12月7日，英國《物理世界》雜志公布 2022 年度十大突破，涵蓋從量子和醫學物理學到天文學和凝聚態物質的各個領域。中國科學技術大學潘建偉、趙博團隊的研究成果“超冷多原子分子”入選，開創了超冷化學新時代 。（來源：physicsworld網站）
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https://physicsworld.com/a/physics-world-reveals-its-top-10-breakthroughs-of-the-year-for-2022/
二、政策和戰略
——國 內——
【中央經濟工作會議舉行，2023年加快量子計算等技術研發和應用推廣】
12月15日至16日，中央經濟工作會議在北京舉行。會議分析當前經濟形勢，部署2023年經濟工作，指出加快建設現代化產業體系，包括加快新能源、人工智能、生物制造、綠色低碳、量子計算等前沿技術研發和應用推廣。（來源：新華網）
原文鏈接：
http://www.news.cn/politics/2022-12/16/c_1129214446.htm
【合肥量子信息未來產業科技園建設試點培育獲批，擬布局建設量子精密測量等13個技術創新中心】
日前，科技部、教育部聯合發文批復未來產業科技園建設試點及培育名單，以中國科大和合肥高新區為共同主體的量子信息未來產業科技園作為全國首批未來產業科技園建設試點培育單位入選。
合肥市科技局近日宣布，擬在全市技術密集度高、依賴性強、創新發展潛力大、前景廣闊的重點產業領域和方向，布局建設包括量子精密測量合肥市技術創新中心在內的共十三項市級技術創新中心。（來源：安徽日報、合肥市科技局官網）
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https://szb.ahnews.com.cn/ahrb/layout/202212/04/node_04.html#c948191
http://kjj.hefei.gov.cn/zwgk/tzgg/14939501.html
【支持山東量子等發展，加快量子科技產業化進程進入濟南政府工作報告】
12月26日下午，濟南市市長于海田代表濟南市人民政府作工作報告。報告明確提出2023年濟南市重點工作安排包括搶占量子信息產業發展先機。發揮量子保密通信“京滬干線”重要節點城市優勢，支持山東量子、國迅量子芯發展壯大，拓展“量子+”應用示范，加快量子科技產業化進程。同時提出，加快量子國家實驗室濟南基地建設、加快電子政務量子應用研究實驗室建設等。（來源：濟南市人民政府網站）
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https://www.jinan.gov.cn/art/2022/12/30/art_33_4935596.html
【山西立法培育量子科技等產業發展】
12月9日，山西省十三屆人大常委會第三十八次會議表決通過《山西省數字經濟促進條例》，明確全省要重點推動大數據、信創、通用計算設備、光電信息、半導體、新型化學電池、人工智能及智能裝備、網絡安全、電磁防護等新一代信息技術產業發展，培育區塊鏈、量子科技、虛擬現實等產業。（來源：中國新聞網）
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https://www.chinanews.com.cn/cj/2022/12-10/9912195.shtml
【江西探索開展量子計量技術研究，謀劃量子科技等未來產業計量能力建設】
12月13日，江西省人民政府發布《江西省人民政府關于加快推進新時代計量工作高質量發展的實施意見》，提出加強計量基礎研究，積極參與“量子度量衡”計劃，探索開展量子計量技術及計量標準裝置小型化技術研究；圍繞“現有產業未來化”和“未來技術產業化”，謀劃氫能及裝備、生命健康、柔性電子、微納光學、量子科技等賦能型、先導型未來產業計量能力建設。（來源：江西省人民政府網站）
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http://www.jiangxi.gov.cn/art/2022/12/20/art_4975_4305729.html
——國 際——
【俄羅斯將投資近7000萬美元用于量子通信網絡建設】
12月17日消息，俄羅斯政府將在2023年和2024年向國有俄羅斯鐵路公司共計撥款45億盧布（6940萬美元），以擴大其量子通信網絡。作為其數字經濟框架的一部分，政府計劃在2021年至2024年期間向俄羅斯鐵路公司總投資94億盧布（1.449億美元），以發展量子通信網絡。2021年，俄羅斯開通了全長700公里首條量子通信干線，預計到2024年量子通信線路長度將增加到7000公里。（來源：新華社）
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https://english.news.cn/20221217/3b283eaae3d34b24a3d15393ec77a7b5/c.html
【歐盟分別與比利時、愛爾蘭合作投資建設量子通信網絡】
12月9日消息，歐盟與比利時政府將各出一半資金，共投資600萬歐元建設比利時量子通信基礎設施（BE-QCI）項目。12月22日消息，歐盟與愛爾蘭政府將共同投資1000萬歐元建設愛爾蘭量子通信基礎設施（IrelandQCI）項目。
兩項目均通過與現有光纖電纜集成的量子信道，使用量子密鑰分發技術保護敏感數據，屬于歐盟量子通信基礎設施（EuroQCI）項目的一部分。（來源：Belnet網站、愛爾蘭東南理工大學）
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【美法簽署加強量子科技合作聯合聲明，荷法德簽署量子技術合作聯合聲明】
11月30日，美法兩國在法國總統馬克龍訪問華盛頓特區期間簽署了一項量子信息科技合作聯合聲明，明確將量子信息科技列為雙方支持繼續開展研究合作的領域。
12月19日，為了應對歐洲在量子技術領域所面臨的戰略自主性挑戰，并為未來的歐洲量子領導者奠定基礎，荷蘭、法國和德國政府代表簽署了《量子技術合作聯合聲明》。其目標是：增加荷蘭、法國和德國量子生態系統之間的協同作用，并構建適合國際人才發展的環境。（來源：美國國家量子倡議官網、Quantum Delta NL網站）
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【美國能源部發布《量子互連路線圖》，《量子計算網絡安全防范法案》生效】
12月14日消息，美國能源部國家量子信息科學研究中心Q-NEXT發布《量子互連路線圖》，該路線圖包括三個部分，重點關注量子互連在量子計算、量子通信和量子傳感中的應用，概述了在10到15年時間內開發量子信息分發技術所需的研究和科學發現，該路線圖匯集了跨學科專家的見解，可為量子信息科學的研究提供全面的參考指南。
12月21日，美國總統拜登簽署《量子計算網絡安全防范法案》，鼓勵聯邦政府機構采用不受量子計算影響的加密技術。法案表示，量子計算的快速發展表明，對手有可能在今天使用經典計算機竊取敏感的加密數據，并等待足夠強大的量子系統來解密它。對此，需要制定聯邦政府的信息技術系統向后量子密碼遷移的戰略等。（來源：美國能源部科技信息辦公室網站、阿貢國家實驗室網站、白宮網站、GovInfo網站）
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https://www.osti.gov/biblio/1900586/
https://www.govinfo.gov/content/pkg/BILLS-117hr7535enr/html/BILLS-117hr7535enr.htm
【紐約州立大學石溪分校獲650萬美元用于建造新的量子互聯網試驗臺】
11月29日消息，紐約州立大學石溪分校（SBU）已從長島投資基金獲得650萬美元的資助，用于建造一個新的量子互聯網試驗臺。石溪分校將與布魯克海文國家實驗室合作，建造一個耗資1300萬美元的新量子互聯網試驗臺。該試驗臺由五個節點組成，并通過商用光纖進行物理連接。該中心將催生新技術，以加速當今互聯網的功能，提高通信的安全性，并實現計算領域的巨大進步。（來源：SBU網站）
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【美國國防部資助開發量子科學等對國家安全至關重要的技術】
12月1日，美國國防部宣布將通過新成立的戰略資本辦公室（OSC）幫助投資國防技術、生物技術和量子科學公司，努力開發更多的下一代武器和軍事系統。
12月5日消息，美國軍備控制、核查和合規局代表美國國務院與馬里蘭大學的量子技術中心（QTC）簽署了一份諒解備忘錄，以建立公私合作伙伴關系，QTC將向該部門提供有關量子技術最新發展的資料和相關使能技術。
12月10日消息，美國海軍正在創建專注于科學技術領域的創新中心和咨詢委員會，以期更好地投資其資源，從而長期領先于其潛在對手。早期的重點領域將包括但不限于人工智能、機器學習和量子計算。（來源：美國國防部官網、美國國務院官網、MilitaryTimes網站）
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【加拿大啟動區域量子計劃，投入1400萬美元】
12月6日消息，加拿大區域量子計劃已對不列顛哥倫比亞省各地開放申請。加拿大太平洋經濟發展署將在六年內提供1400萬美元的資金，以支持符合條件的企業和組織向加拿大和全球市場推進和商業化他們的量子產品和解決方案。這項投資是推進即將出臺的國家量子戰略商業化支柱的重要一步。(來源：加拿大政府網站）
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【瑞士投入1000萬瑞士法郎，加強量子技術和科學的研究與開發】
11月底消息，從2023年起，瑞士聯邦政府將在量子技術領域投資各種措施，“瑞士量子計劃”將參與這些工作并發揮核心作用。據了解，瑞士量子計劃將在2023年和2024年獲得1000萬瑞士法郎。（來源：瑞士量子委員會網站）
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三、產業進展
——國 內——
【安徽省商用密碼行業協會成立】
12月9日，安徽省商用密碼行業協會在合肥正式成立。協會由國盾量子、安徽省電子認證管理中心、合肥大數據、安徽科測、問天量子、龍芯中科等12家單位發起，聯合安徽省100余家商用密碼科研、生產單位共同成立。中國科學技術大學研究員、國盾量子董事長彭承志擔任協會會長。協會將大力構建商用密碼管理、科研生產部門與各級政府、社會各界之間橋梁紐帶，助推安徽省商用密碼科研、應用和產業高質量創新發展。（來源：新華網安徽頻道）
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http://ah.news.cn/2022-12/11/c_1129200223.htm
【工信部商用密碼應用推進標準工作組成立】
12月27日消息，為充分發揮標準的引領作用，推進工業和信息化領域密碼應用向縱深發展，經工業和信息化部審批，在國家密碼管理局的大力支持和指導下，工業和信息化部商用密碼應用推進標準工作組正式組建成立。該工作組將負責統籌規劃工業和信息化領域商用密碼應用標準體系，開展標準制修訂、技術歸口和管理工作。國盾量子、問天量子和易科騰信息三家量子公司入選為工作組首批成員單位。（來源：工信部商用密碼應用標準工作組官微）
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https://mp.weixin.qq.com/s/HNkhJm39-hPcNx-MBB37Nw
【中國電信聯合華為、國盾量子等發布“OTN融量子加密專線”創新方案】
12月30日，中國電信聯合華為、國盾量子、中電信量子發布“OTN融量子加密專線”創新方案，使能業務傳輸高等級安全保密，有效推進傳送網量子加密走向商用。該方案依托廣覆蓋、高可靠的OTN精品光網，通過創新的安全接口實現華為OTN設備與國盾量子密鑰分發設備間密鑰的安全獲取，基于量子密鑰完成了OTN專線的L1層業務加密。（來源：C114通信網）
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https://www.c114.com.cn/news/117/a1220404.html
——國 際——
【思科正在研究支持QKD的經典-量子融合網絡基礎設施】
12月22日消息，思科首席戰略官Liz Centoni預計，隨著組織和政府試圖解決后量子安全威脅，量子密鑰分發（QKD）將在明年獲得增長勢頭。她表示“QKD有望特別有影響力，因為它避免了通過不安全的通道分發密鑰。2023年，為了迎接后量子世界的到來，我們將看到一個宏觀趨勢，在數據中心、物聯網、自治系統和6G中采用QKD”。目前，思科研究院正在研究可在未來支持QKD的經典-量子融合網絡基礎設施。（來源：sdxcentral網站）
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https://www.sdxcentral.com/articles/interview/cisco-bets-on-quantum-key-distribution/2022/12/
【德國UET集團利用量子密碼技術在電信網絡中創建安全通信】
12月13日消息，德國網絡設備供應商UET集團與德累斯頓工業大學啟動了一項名為“6G-量子安全（6G-QuaS）”的研究項目，以量子通信的形式應用量子技術來實現安全數據傳輸。項目的目標是展示工業網絡中實現更安全的通信和性能增強的應用，并實現量子技術與現有電信基礎設施的結合，顯示出具有新加密協議的量子網絡相對于以前系統設計的優勢。該項目由德國聯邦教育和研究部資助，是“量子通信創新中心”計劃的一部分，預計運行到2025年。（來源：UET網站）
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【英國量子公司Aegiq和?？巳卮髮W啟動量子通信衛星項目U-Quant】
12月14日，英國量子公司Aegiq與?？巳卮髮W的Luxmoore實驗室合作啟動了U-Quant項目，旨在開發經濟的洲際量子鏈路。這一項目將利用真正的量子光源的優勢提供改進的空間通信能力，并探索用于單光子生成的新型材料。該項目由Aegiq領導，由創新英國提供資助，將為市場提供低損耗、低SWaP（尺寸、重量和功率）的集成量子通信系統。（來源：Aegiq網站）
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【印度IN-SPACe與QNu Labs簽署協議開發衛星QKD產品】
12月21日消息，印度國家空間促進和授權中心（IN-SPACe）與印度量子通信初創公司QNu Labs簽署了一份諒解備忘錄，以開發本土衛星量子密鑰分發（QKD）產品。根據備忘錄，QNu Labs將在印度空間研究組織ISRO和IN-SPACe的支持下，展示無限距離的基于衛星QKD的量子安全通信。（來源：GADGETS NOW網站）
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【美國推出首個行業主導的商用量子網絡】
11月30日消息，美國田納西州查塔努加市的公共電力與光纖通信運營商EPB和量子技術公司Qubitekk聯合推出了美國第一個行業主導的商用量子網絡。該網絡專門為私營公司、政府和大學的研究人員設計，以便他們在已有的光纖環境中運行量子設備和應用。（來源：Qubitekk網站）
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https://qubitekk.com/news/epb-and-qubitekk-launch-commercial-quantum-network/
【芬蘭量子計算公司IQM分別與是德科技、印度IT巨頭建立合作】
12月7日，芬蘭量子計算公司IQM與是德科技簽署諒解備忘錄（MoU），合作研發量子計算解決方案，以實現本地高性能計算，將利用各自在量子計算和控制系統方面的優勢來研究可擴展的本地量子計算機。
12月14日消息，IQM與印度信息科技巨頭Tech Mahindra簽署了一份關于量子計算研究的諒解備忘錄，將探索量子計算、密碼學和通信技術等互利領域的協同作用。（來源：IQM網站、Tech Mahindra網站）
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https://meetiqm.com/articles/press-releases/iqm-and-keysight-collaboration/
https://www.techmahindra.com/en-in/news/tech-mahindra-inks-mou-with-quantum-computers/
【Arqit 宣布包括AWS在內一系列主要合作伙伴】
12月9日，英國量子安全加密公司Arqit宣布在由亞馬遜網絡服務（AWS）提供支持的亞馬遜簡單存儲服務（Amazon S3）上推出Arqit 的QuantumCloud?，F在，QuantumCloud將作為一個冗余加密服務提供給AWS的客戶，并支持Arqit的客戶進行產品開發。此外，Arqit還相繼宣布與供應鏈金融解決方案公司Traxpay GmbH、戴爾科技集團開展業務合作，并作為技術聯盟合作伙伴加入網絡安全公司Fortinet 的Fabric-Ready 計劃，以提供相關安全服務。（來源：Arqit網站）
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【12國聯合啟動量子信息科學國際交流門戶網站】
11月30日，澳大利亞、加拿大、丹麥、芬蘭、法國、德國、日本、荷蘭、瑞典、瑞士、英國和美國聯合推出了“糾纏交流”門戶網站，以便為量子信息科學（QIS）的學生、博士后和研究人員提供國際交流機會。在該網站，訪問者可以找到由每個代表國家創建和托管的網頁的鏈接。今年5月，十二個國家在華盛頓舉行了“共同追求量子信息”圓桌會議，提出了“糾纏交流”的想法作為后續行動。（來源：美國國家量子倡議官網）
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https://www.quantum.gov/entanglement-exchange-links-quantum-researchers-across-twelve-nations/
四、科技前沿
——國 內——
【2.5GHz高消光比QKD光源驅動芯片】
中國科學技術大學的研究人員基于鍺硅材料研制了適合高速QKD光源的驅動芯片。該芯片使用二極CMOS工藝，克服了硅CMOS由于擊穿閾值導致的不滿足高輸出電壓問題，設計阻抗匹配消除反射峰導致的消光比降低問題，才0.18微米工藝制作的芯片在2.5GHz頻率下消光比達到23dB，最小可調脈寬33ps。該成果12月4日發表于《AIP Advances》。
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https://doi.org/10.1063/5.0118778
【針對無防護光源的誘騙態強度調制注入鎖定漏洞】
信息工程大學的研究人員指出了一種利用強度相關注入鎖定效果區分QKD誘騙態的漏洞。該研究刻畫了光源頻率注鎖的效果，發現誘騙態的強度調制可以引發注鎖差異，從而可通過密集波分復用器（DWDM）部分區分誘騙態，對于沒有隔離防護的QKD光源將導致PNS攻擊漏洞。該成果12月12日發表于《Physical Review A》。
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https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.106.062412
【完善QKD有效計數估計模型與參數優化】
中國科學技術大學的研究人員將探測器的死時間、后脈沖等響應特性納入考量，完善了QKD的有效計數評估模型。通過仿真對比，發現傳統的有效計數估計模型給出的成碼率高于完善后的模型，因此最優參數設置有影響。研究也通過仿真計算給出了不同距離下的最優后脈沖參數設置值。該成果12月7日發表于《Physical Review A》。
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https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.106.062607
——國 際——
【光子數分辨突破100】
美國弗吉尼亞大學、空軍研究實驗室、國家科學院、萊曼學院、托馬斯·杰斐遜國家加速器實驗室的研究人員利用相變邊緣超導探測器（TES）實現了中等規模的光子數分辨能力。前期TES已經實現了10個以內光子數分辨的能力，更多光子產生的電壓峰值已經飽和從而無法分別。此次研究人員對TES在冷卻過程中的電阻特性進行分析，在飽和區獲得了比峰值更多光子數關聯信息，從而實現了單個TES通道的光子數分辨能力達到37，并通過3通道復用實現了百光子分辨能力。該技術對量子計算、傳感和密碼應用都有幫助?；谠摷夹g實現的無偏隨機數具有抵御環境噪聲、相位漲落、幅度漲落、探測效率偏差等影響的魯棒性。該成果12月19日發表于《Nature Photonics》。
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https://doi.org/10.1038/s41566-022-01105-9
【高損耗信道COW QKD方案改進及安全證明】
新加坡國立大學的研究人員改進了相干單路（COW）QKD方案的安全實現并給出漸近條件下的安全證明。COW方案簡單易實現，但是其安全性一直是個未解決的問題，主要原因是其安全性基于多信號的關聯，不適用“傳統”單信號方案QKD的安全證明方法。研究人員提出了簡單的安全改進方案，相對于原有的COW方案的差異是在編碼信號后增加一個真空拖尾，以及使用分束器進行被動選基，該方案能夠實現與BB84協議相當的安全密鑰率。該成果12月19日以編輯推薦形式發表于《Phys.Rev.Applied》。
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https://doi.org/10.1103/physrevapplied.18.064053
【位置精度單光子源硅基微納加工技術】
德國離子束物理與材料研究院、德累斯頓技術大學、萊布尼茨研究院的研究人員基于聚焦離子束技術在硅基上實現了單光子源可控加工，位置加工精度小于100nm，有效解決了光源生長位置隨機制約多功能、可擴展光芯片集成的問題。研究人員結合CMOS工藝演示了G中心、W中心型單光子源加工，以及200微米尺度上的15×16陣列加工。該成果12月12日發表于《Nature Communications》。
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https://doi.org/10.1038/s41467-022-35051-5
【量子比特編碼載體轉化】
法國索邦大學、澳大利亞國立大學的研究人員利用光學參量振蕩器制備離散變量（DV）-連續變量（CV）糾纏源，并通過隱形傳態實現了離散變量量子比特編碼（粒子數態）轉化為連續變量量子比特（多光子貓態）。預報式的編碼轉化平均保真度達到79%（覆蓋整個邦加球），主要受制于光學參量振蕩器的預報效率和鎖相的噪聲。該成果12月22日發表于《Nature Photonics》。
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https://doi.org/10.1038/s41566-022-01117-5
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