量子快报（40） 2023诺贝尔化学奖公布量子点技术崭露头角

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　　近日，瑞典皇家科学院宣布将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus和俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov 凯时娱乐官网平台网站，以表彰他们在发现和合成量子点方面作出的贡献。

　　量子密钥分发理论上可以实现无条件安全的密钥共享，但器件特性、调制精度、环境干扰等因素有可能造成系统的现实安全性问题。例如，系统中广泛使用的铌酸锂主动调制器件，可能会受到光折变等侧信道攻击而泄漏信息。

　　为彻底解决主动调制带来的隐患凯时娱乐官网平台网站凯时娱乐官网平台网站，中国科学技术大学韩正甫教授、于双教授、郭光灿院士团队与合作者另辟蹊径，设计了无需主动调制的量子密钥分发系统。该系统方案克服了此前无法同时实现“被动”光强调制和量子态编码的矛盾，并给出了考虑“有限长效应”的严格安全密钥率。团队通过全被动时间戳-相位编码解决信道环境干扰的难题，同时通过优化后选择策略解决数据吞吐量过大的难题，最终完成了无需任何主动调制的量子密钥分发系统，验证了全被动量子密钥分发的安全性与可行性。该项成果发表于Physical Review Letters凯时娱乐官网平台网站。

　　随着移动办公凯时娱乐官网平台网站、云计算凯时娱乐官网平台网站、远程医疗等互联网新业务的出现，以及社会信息化进程的快速发展，人类已进入了“大数据”时代。这对光通信技术提出了更高的要求，光通信传输技术正朝着更高调制速率和频谱效率凯时娱乐官网平台网站、更低能耗和成本的超大容量光通信系统发展。预计到2030年，片上光传输容量将达Pbit/s量级，为集成光芯片的发展带来巨大挑战。

　　近日凯时娱乐官网平台网站，上海交通大学苏翼凯教授团队联合贝尔实验室等单位，提出并实验演示了一种具有一定工艺容差的片上高阶模式复用器。该项工作有效解决了片上多模态耦合存在的模间色散及相位失配问题，实现了16阶模式（TE0~TE15）的纪录性复用阶数，可实现2.162 Tbit/s的净数据率凯时娱乐官网平台网站，这是目前片上器件单波长最高数据传输速率。该项技术可广泛前景应用于量子光通信凯时娱乐官网平台网站、人工智能等前沿领域凯时娱乐官网平台网站，通过模式通道数极大地拓展量子编码凯时娱乐官网平台网站、光计算所需的并行通道数凯时娱乐官网平台网站凯时娱乐官网平台网站。该项成果发表于Advanced Photonics。

　　设备无关量子密钥分发协议利用双光子干涉技术消除了探测端的所有安全漏洞，无需对测量端的量子设备进行任何安全性假设，被认为是各种量子密钥分发协议中的最佳候选协议之一凯时娱乐官网平台网站。而自由空间信道和卫星是目前实现全球化量子通信网络的最有效途径。

　　近日，中国科学技术大学彭承志研究员、潘建伟院士团队与清华大学王向斌教授团队，中科院上海微系统所尤立星研究员团队等合作，首次在国际上实现了远距离测量设备无关的自由空间-光纤混合量子密钥分发网络实验，并此基础上完成了白天高背景噪声条件和卫星-地面多普勒频移补偿等验证。这项成果全方位验证了星地间测量设备无关量子密钥分发的可行性，向基于卫星的全球化、高安全性量子通信网络迈出了重要一步。该项成果发表于Physical Review Letters。

　　噪声是制约目前量子计算机性能的核心因素。量子基准测试可以提供量子门的噪声信息，并用其校准和优化量子门操作以提高其保真度。当前主流的基准测试方案是随机基准测试以及它的变种。但是这些方案有如下缺点：1.不能直接得到目标门的噪声信息；2.只适用于特定集合的量子门；3.不能直接得到相干错误的信息。

　　近日，北京量子信息科学研究院刘东副教授团队提出了一种基于量子门带噪信道本征值的基准测试方案—信道谱基准测试,有助于表征和校准全局纠缠门和量子算法中的常用模块，为发展更加低噪声和大规模的量子器件提供支持。该项结果发表于Nature Communications凯时娱乐官网平台网站。

　　近日凯时娱乐官网平台网站，美国航空航天局（NASA）副局长表示，NASA正在利用量子技术以更好地研究太空和气候变化。NASA将研究该机构如何把量子信息科学引入到其任务中，其已在德克萨斯大学奥斯汀分校开设一个新的量子工程和传感技术实验室凯时娱乐官网平台网站，其重点是研究量子传感应用凯时娱乐官网平台网站。该研究中心将于11月23日启动，它将推动量子信息科学的进步，并致力于在NASA任务中应用基于量子力学的技术。

　　近日，量子计算行业领导者IonQ宣布与美国空军研究实验室签订了一份新的2550万美元量子合同。IonQ将为美国空军研究实验室部署两台基于钡离子量子比特的离子阱量子计算系统凯时娱乐官网平台网站，以用于量子网络研究和应用开发。

　　近日，软银公司和东京大学宣布启动了一项联合研究合作，以期在量子计算机的业务利用方面取得成果。软银加入了由东京大学运营的量子创新计划联盟。软银和东京大学旨在加强产学合作凯时娱乐官网平台网站，加快量子计算技术业务应用的研发凯时娱乐官网平台网站，并使用量子计算机IBM Quantum System One验证应用。

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