美国太空军第八次X-37B任务将测试量子惯性传感与激光通信技术
7月28日,美国太空军宣布,X-37B空天飞机第八次任务(OTV-8)计划于2025年8月21日从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射,搭载SpaceX猎鹰9火箭(USSF-36)。此次任务将开展多项尖端技术验证,包括全球性能最强的太空量子惯性传感器和激光通信实验。量子惯性传感器技术通过探测原子旋转与加速度实现自主导航,无需依赖传统GPS等卫星网络,可在导航信号拒止环境下保障航天器精准定位,能显著提升美军太空资产面对现有及新兴威胁时的导航韧性。
来源:
https://www.spaceforce.mil/News/Article-Display/Article/4256759/us-space-force-scheduled-to-launch-eighth-x-37b-mission/
微软CEO称量子计算将成为云服务领域的下一个大型加速器
Horizon Quantum宣布加入QuEra Quantum联盟,加强量子软件生态系统
7月28日,Horizon Quantum宣布加入QuEra Quantum联盟,旨在将其软件开发工具与QuEra的技术集成,使用户能够在中性原子量子计算机上编写、编译和部署量子应用程序。Horizon Quantum的加入将进一步增强联盟的软件能力,使组织能够加速量子计算的采用和部署。QuEra Quantum联盟于2024年推出,目前成员已超25个组织,包括量子软件先驱、主要HPC中心和全球IT服务提供商。联盟合作伙伴正在参与联合市场开发计划和面向客户的项目,加速中性原子量子计算的采用。
来源:
https://www.horizonquantum.com/updates/news/horizon-quantum-joins-the-quera-quantum-alliance-strengthening-quantum-software-ecosystem
Xanadu与HyperLight共同推进TFLN光子芯片开发,用于量子硬件扩展
7月29日,量子计算公司Xanadu和HyperLight共同推进薄膜铌酸锂(TFLN)光子芯片开发,取得重要突破,这标志着Xanadu在硬件开发领域的一个重要里程碑。Xanadu和HyperLight利用相关制造工艺,证明在TFLN中波导损耗低于2dB/m,相应的开关损耗约为20毫分贝(mdB),有助于克服当前扩展光子量子硬件的限制。
来源:
https://xanadu.ai/press/xanadu-and-hyperlight-unveil-groundbreaking-advancements-in-photonic-chips-setting-new-benchmarks-for-quantum-computing-performance
软银利用量子计算优化无线电基站设置,提高通信性能
7月29日,软银宣布已在东京完成概念验证实验,通过伊辛机优化5G基站载波聚合(CA)配置,成功实现下行速率提升约10%、数据传输容量最高增加50%。实验将东京某区域划分为精细网格,利用伊辛机从35万亿种可能的CA链路组合中,计算出能最大化CA覆盖范围的最优配置。经仿真验证,优化后的CA链路配置使覆盖区域扩大,次级小区数据吞吐量提升达50%。该技术通过高效利用无线电频谱资源,显著改善高清视频流、在线游戏等用户体验。软银表示,未来拟将量子计算技术拓展至网络架构优化及运营增强领域,以提供更优质的通信服务。
来源:
https://www.softbank.jp/en/corp/news/press/sbkk/2025/20250729_01/
PacketLight与NEC成功在400G DWDM网络上实现量子密钥分发技术验证
7月29日,以色列光传输设备商PacketLight宣布与日本IT公司NEC联合完成了量子密钥分发(QKD)与400G DWDM(密集波分复用)网络的并行传输验证。测试中,NEC的QKD系统通过独立光纤传输量子密钥,与PacketLight PL-4000M 600G复用器的400G数据业务并行运行,在保证DWDM网络全性能的同时实现量子级安全。该方案采用双纤架构,量子信道与数据信道物理隔离,经测试实现100%吞吐量和稳定低时延。这种架构无需改造现有基础设施即可部署量子安全通信,为运营商提供高性价比的量子加密解决方案。NEC表示,其20年QKD技术积累通过此次互操作性验证,将拓展更多应用场景。
来源:
https://www.packetlight.com/about/press-releases/packetlight-nec-demonstrate-400g-qkd
是德科技在AIST的G-QuAT中心安装商用量子控制系统,实现对量子比特的可扩展控制
7月29日,Zero Point Cryogenics(ZPC)宣布其相分离制冷机(PSR)获美国专利。该系统引入了60多年来首个低于1K的连续冷却新技术,PSR可实现低至500毫开尔文的稳态温度,而无需大量氦3,填补了传统稀释制冷(10mK以下)与氦-4制冷(~0.9K)间的空白。PSR基于氦-3/氦-4混合物的相分离蒸发原理,提供1mW@600mK的冷却功率,集成预冷与自动化控制,适用于量子计算、传感及低噪声材料研究。ZPC首席技术官John P. Davis强调,PSR通过简化系统复杂度与氦-3用量,为亚开尔温区实验提供高性价比方案。首批系统将于2026年春交付。
来源:
https://www.zpcryo.com/highlights/zero-point-cryogenics-awarded-patent-for-500-mk-phase-separation-refrigerator/
韩国电子通信研究院等开发出在移动环境中进行稳定量子通信的新技术
7月30日,韩国电子通信研究院(ETRI)与韩国科学技术院(KAIST)宣布,双方成功开发了一种在卫星、船舶、无人机等移动环境中进行稳定量子通信的新技术。研究团队创新性提出“测量保护(MP)”理论,在无需测量校正条件下完成量子密钥分发(QKD)实验验证,突破传统QKD协议需随信道状态反复校准接收端设备的限制。研究证实,在10米自由空间、30dB最大损耗的传输环境中,新系统将量子比特误码率(QBER)容限提升20.7%,显著增强恶劣条件下的通信稳定性。团队同步攻克量子密钥分发实用化核心难题——偏振相关损耗(PDL),通过实验验证其校正方法可保障偏振编码QKD系统性能无损运行,为小型化设备商用奠定基础。
来源:
https://biz.chosun.com/en/en-science/2025/07/30/2O3KWQZFFZH5NEUBIZKO2MC4NI/
Quantum Art在离子阱系统中展示200离子线性链
阿联酋阿布扎比技术创新研究所等缓解量子Big-M问题
研究对量子Big-M问题进行了系统而全面的研究,揭示了寻找最优M的NP难度,并建立了哈密顿谱隙Δ的界限,该界限是权重M的函数,与量子求解器的预期运行时间成反比。研究团队提出了一种基于SDP松弛的实用翻译算法,其在数值基准测试中优于先前的方法。该研究算法给出的Δ值要大几个数量级。使用绝热算法在IonQ设备的6量子比特上求解此类实例,研究团队观察到在求解时间和平均解质量方面有显著的优势。研究发现与量子和量子启发求解器相关。研究成果于7月26日发表于《npj Quantum Information》(npj量子信息)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41534-025-01067-0
美国芝加哥大学等确定GKPl码在纯损耗和放大信道中的性能与可达速率
本研究利用转置信道分析性地获得了纯损耗和纯放大条件下任意戈茨曼-基塔耶夫-普雷斯基尔(GKP)码的近最优性能。研究团队提出了GKP码的近最优性能与其对偶格点几何结构以及平均输入能量之间的严格联系。在没有能量约束的情况下,研究人员展示了当|𝜏/(1−𝜏)|为整数时,特定系列的GKP码能够同时达到损耗和放大的信道容量,其中𝜏是损耗(放大)信道的透射率(增益)。该研究成果确立了GKP码作为首个能够达到损耗和放大容量的结构化玻色编码家族的地位。研究成果于7月28日发表于《PRX Quantum》(PRX量子)。
来源:
https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/gh1c-xyn1
瑞士洛桑联邦理工学院等预测里德堡模拟模拟器中的拓扑纠缠熵
研究提出了一种含时关联试探波函数,用于在里德堡原子模拟器上动态制备量子自旋液体态。结合含时变分蒙特卡罗技术,研究团队能够在整个动态制备过程中精准描述系统的状态,不仅可以准确匹配里德堡原子哈密顿量的物理正确形式,还能在超出当前实验规模的系统尺寸下,刻画相关的晶格拓扑结构。通过这种方法,研究团队可以获取诸如拓扑纠缠熵等全局量,从而深入洞察系统的拓扑性质。研究结果证实了动态制备过程中状态的拓扑性质。研究表明,尽管模拟态在局部性质上与共振价键态相似,但无论制备过程的绝热程度如何,模拟态都不具备共振价键态特有的拓扑纠缠熵特征。研究成果于7月28日发表于《Nature Physics》(自然·物理)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41567-025-02944-3
印度基督大学等提出基于元时空双曲量子图神经网络的高效智能交通系统
本研究提出一种创新的深度学习框架——元时间双曲量子图神经网络(Meta Temporal Hyperbolic Quantum Graph Neural Networks),该框架整合了双曲嵌入、元学习、量子图和神经常微分方程(NODEs),旨在提升智能交通系统的性能。基于Los-loop和SZ-taxi数据集的实验验证表明,所提出的MTH-QGNN模型效果显著:均方根误差(RMSE)均值达4.5,平均绝对误差(MAE)达3.5,确保了极小的预测误差;模型准确率持续保持在80%以上,决定系数(R²)超过83%,体现出稳健的预测可信度;同时,该模型能有效捕捉复杂的时空交通模式,方差得分超过阈值。研究成果于7月28日发表于《Scientific Reports》(科学报告)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41598-025-10794-5
韩国首尔大学提出一种资源高效的影子层析方案
本研究提出了一种资源高效的影子层析方案,该方案利用从克利福德酉矩阵子集生成的赤道稳定子测量。对于n量子比特系统,基于赤道稳定子的影子层析方案能够以O(log(M)poly(n),1/ε2)的采样副本数,估计一大类可观测量(误差不超过ε),包括那些无迹部分具有多项式有界Frobenius范数的可观测量。研究人员通过随机纯态和多量子比特图态数值验证了理论推导的影子层析采样复杂度。研究团队证明了在格林伯格-霍恩-蔡林格(GHZ)态和W态的保真度估计方面,基于赤道稳定子的影子层析比基于随机克利福德的方案更具噪声容忍度。研究成果于7月28日发表于《Physical Review Research》(物理评论研究)。
来源:
https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/9pbp-jzr9
美国威斯康星大学等在腔量子电动力学中利用格罗弗算法高效制备纠缠态
本研究提出利用格罗弗搜索算法的放大机制来高效制备量子比特系综的纠缠态。算法中使用的条件符号反转可以通过光子在承载原子系综的光学腔上散射引起的相移来实现。研究人员展示了可以确定性地制备N个原子的集体迪克态、格林伯格-霍恩-蔡林格(GHZ)态以及薛定谔猫叠加态,仅需少量(约~N1/4)光子散射事件,且无需对原子进行单独寻址。研究成果于7月28日发表于《Physical Review Letters》(物理评论快报)。
来源:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/3fzf-wsr2
奥地利科学院与因斯布鲁克大学等实现色散波导中量子比特的空间寻址
本研究利用色散在微波波导内实现了亚波长距离分离的超导量子比特的空间寻址。这种方法依赖于自聚焦效应,以在啁啾脉冲与单个量子比特之间建立位置依赖的相互作用。该方法强调了色散在量子实验设计和分析中的重要性,并为量子态的快速控制提供了途径。研究成果于7月28日发表于《Physical Review Applied》(物理评论应用)。
来源:
https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/np2t-48rm
清华大学与美国加州理工学院等研究纠缠引发的可证明和鲁棒的量子学习优势
本研究建立了一个抗噪声、无条件的量子学习模型,与常用的经典模型相比,该模型在表达能力、推理速度和训练效率方面都具有优势。本研究基于信息论展开,并明确指出了这一优势的根源:纠缠可以用来减少非局部任务所需的通信。具体而言,研究团队设计了一个任务,该任务可以通过具有恒定参数数量的量子模型利用纠缠来确定性地解决,而常用的经典模型必须线性扩展才能达到大于指数级的精度。研究证明了该量子模型可以在恒定资源的情况下进行训练,并且对恒定噪声具有鲁棒性。研究成果于7月29日发表于《npj Quantum Information》(npj量子信息)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41534-025-01078-x
韩国科学技术院实现带噪声的恒深线性光电路的经典模拟性
本文研究了浅深度线性光电路在光子损失和部分可区分性影响下的复杂性。通过在线性光电路和二分图之间建立对应关系,研究表明光子损失和部分可区分性的影响相当于删除相应的顶点。利用这种对应和渗流理论,研究证明了对于具有单光子的恒定深度线性光电路,存在一个损耗(噪声)率阈值,超过该阈值,线性光学系统可以高概率分解为更小的系统,这使研究人员能够有效地模拟系统。结果表明,即使在噪声积累不够的浅深度电路中,由于其纠缠结构由浅深度电路构成,其影响也可能足够显著,足以使用经典算法有效地模拟它们。研究成果于7月29日发表于《npj Quantum Information》(npj量子信息)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41534-025-01041-w
德国慕尼黑工业大学等通过Purcell保护磁通线实现Fluxonium量子比特的次谐波控制
来源:
https://journals.aps.org/prxquantum/abstract/10.1103/yx15-jyl7
中国科学院大学等研究基于可调耦合器的超导处理器中高保真度三量子比特门的直接实现
本研究提出并实验验证了一种在倒装芯片超导量子处理器中利用可调耦合器实现高保真度三量子比特受控-受控-Z(ccz)门的方案。ccz门通过同时利用穿插在三个量子比特之间的两个可调耦合器来实现三量子比特相互作用,最终实现了97.94%的平均末态保真度和 93.54% 的过程保真度。这种高保真度无法通过性能水平相近的处理器中简单的单量子比特门和两量子比特门序列组合实现。实验还证实,与分解门方法相比,ccz门的多层直接实现具有更低的泄漏。研究证明了此方案的优势,为复杂量子电路的实现提供了便利。研究成果于7月29日发表于《Physical Review Letters》(物理评论快报)。
来源:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/lvb9-pfr3
美国匹兹堡大学等提出基于射频超导量子干涉器件阵列的高饱和功率量子极限约瑟夫森参量放大器
研究人员开发了一种放大器设计流程,该流程结合了未截断器件哈密顿量的时域模拟、制备约束以及饱和功率的最大化。在NIST基于改进的三层(Nb-Al-AlOₓ-Nb)制备工艺实现了一种放大器,该放大器利用嵌入在低品质因数(low-Q)谐振器中的25个射频超导量子干涉器件(rf-SQUID)阵列,由通过信号端口上的双工器传输的高功率电压泵供电。研究表明,尽管泵浦强度较高,该器件仍具有量子效率,且能够实现受transmon量子比特态跃迁限制的高保真度测量。实验数据显示,该放大器的输入饱和功率高达−91.2dBm,增益为20dB,瞬时带宽高达28MHz,且相位保持量子比特测量的量子效率为62%。研究成果于7月29日发表于《Physical Review Applied》(物理评论应用)。
来源:
https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.24.014052
丹麦技术大学与维也纳工业大学等研究基于离散调制连续变量量子密码的可组合密钥分发
本研究首次实验演示了四态离散调制连续变量量子密钥分发系统:在20公里光纤信道中,通过传输2.3×10⁹个相干量子态,成功生成了可组合的有限长密钥,且该密钥对集体攻击具有安全性,最终实现11.04×10⁻³比特/符号的正可组合密钥率。这一成果得益于先进的安全性证明方法、精心选取的系统参数,以及设备快速稳定的运行性能。本研究为基于标准通信组件的实用化、高性能、低成本、高安全性量子密钥分发网络的大规模部署迈出了重要一步。研究成果于7月28日发表于《Light:Science&Applications》(光:科学与应用)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41377-025-01924-9
杭州师范大学与南京邮电大学等观测纠缠纯化中的残余纠缠
研究人员利用超纠缠设计并实验演示了一种具有非相同输入混合态的纠缠纯化协议。首次实验证实了在不同误差模型中残余纠缠的存在。此外,研究团队阐明了成功纯化可能降低纯化纠缠态保真度的情况。研究人员还展示了最优纠缠纯化的方法。这些原理验证结果在未来高效长距离量子通信中具有潜在应用。研究成果于7月28日发表于《Physical Review Letters》(物理评论快报)。
来源:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/kbw2-fdqn
美国帕萨迪纳加州理工学院与加州理工学院等展示用于非经典光的片上相控阵
本研究展示了一个芯片上的相控阵系统,该系统可以在自由空间中接收、成像和操控非经典光。研究团队使用一个集成光子电子系统,片上集成了超过1000个功能组件来探测压缩光。通过集成32个亚波长工程超材料天线阵列,研究团队展示了一种用于可重构量子链路的自由空间到芯片的直接接口。在同一芯片上,研究实现了一个大规模量子限制相干接收机阵列,可以同时在32个通道上解析非经典信号。通过对这些信号的相干读出和操控,该研究展示了自由空间中压缩光的32像素成像和空间可配置接收。研究成果于7月29日发表于《Nature Communication》(自然·通讯)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41467-025-61886-9#
法国蔚蓝海岸大学使用频率工程经典光的类量子非线性干涉测量
本研究提出了一种“类量子”非线性光学方法,该方法在经典检测状态下达到超分辨率。这是通过用相干光态取代光子对、通过经典非线性光学过程模仿量子特性来实现的。研究方案使用两个高亮度激光器。与量子对应物相比,这导致信噪比大大提高。这种方法为显著缩短采集时间铺平了道路,提供了一条在更宽带宽范围内探索信号的途径。增加量子传感器频率带宽的需求极大地激发了该途径的潜在应用。研究成果于7月29日发表于《Scientific Reports》(科学报告)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41598-025-09533-7
印度SRM埃斯瓦里工程学院研究中心等在光机械系统中利用合成磁操控复杂动力学
本文研究了光机械系统的复杂非线性动力学特性,重点探索了相位依赖的声子跳跃作为一种生成合成规范场的机制。通过推导半经典动力学方程,研究绘制了系统在不同参数区域的行为特征。研究发现,系统展现出丰富的动力学谱,包括双稳态以及复杂吸引子的涌现。研究证明了如何通过控制系统参数(尤其是机械耦合相位和光学驱动)实现这些不同动力学状态之间的可调谐转换。研究深化了对于通过相位依赖相互作用生成的合成规范场如何塑造光机械系统非线性动力学的理解,为设计用于信号处理、通信和传感的稳健且可调谐器件提供了一条途径。研究成果于7月29日发表于《Physical Review Applied》(物理评论应用)。
来源:
https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/f6sv-4fq9
北京计算科学研究中心与安徽大学等研究非厄米量子行走中的自正态和双正交动态量子相变
本研究在理论与实验联合框架下,首次区分并系统研究了非厄米量子行走中的两类DQPT:基于右本征态的自归一DQPT与同时利用左右本征态的双正交DQPT。研究团队给出了两类相变的Loschmidt速率函数、Fisher零点及动力学拓扑序参量的严格定义,并证明它们仅在PT对称未破缺区且初末态拓扑数不同时才会出现。通过单光子离散时间量子行走实验,研究在PT对称未破缺区观测到自归一DQPT呈现多个临界时间,而双正交DQPT仅出现单一临界时间;在PT对称破缺区,两类DQPT均被抑制。该工作为非厄米拓扑量子动力学提供了新的理论判据与实验表征手段。研究成果于7月26日发表于《Light:Science&Applications》(光:科学与应用)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s41377-025-01919-6
重庆大学与新加坡南洋理工大学提出球面上从朗道能级到巨量子数轨道的平带
本研究比较了限制在球体表面单个平带中的电子与磁场下平带中的电子的行为。零场平带表现出额外的 C(2) 对称性,当引入捕获势时,电子会对称地聚集在球体中心的两侧,从而产生一种独特的长程“纠缠”。为了通过实验探索这些发现,研究团队提出了一种可行的装置来探索球形基底上零场平带的独特性质,为研究球形几何中无外场相互作用驱动的状态提供了一条有前景的途径。研究成果于7月28日发表于《Communications Physics》(通信物理)。
来源:
https://www.nature.com/articles/s42005-025-02208-9
IonQ任命量子计算专家Marco Pistoia为产业关系高级副总裁
7月28日,IonQ宣布任命Marco Pistoia博士为产业关系高级副总裁。Pistoia曾任摩根大通量子计算全球负责人,主导开发了量子优化算法、随机数认证及800Gbps量子密钥分发(QKD)链路等突破性技术,创下100公里QKD安全通信纪录。他在IBM任职期间获“大师发明家”称号,拥有647项专利(含100项量子技术专利),发表200余篇论文及10部专著。IonQ CEO Niccolo de Masi表示,Pistoia在金融量子应用和量子网络加密领域的成就将强化公司技术落地能力,Pistoia称将推动IonQ在规模与安全并重的技术路线发展。此次任命凸显IonQ聚焦行业解决方案的战略方向。
来源:
https://ionq.com/news/ionq-appoints-marco-pistoia-as-senior-vice-president-of-industry-relations
Keyfactor报告:近一半企业针对量子网络安全威胁没有做好准备
7月30日,Keyfactor公布与Wakefield Research合作开展的《数字信任文摘:量子就绪版》(Digital Trust Digest:The Quantum Readiness Edition)的调查结果,报告显示近一半的组织(48%)没有准备好应对量子计算带来的紧迫挑战。报告强调中型组织尤其容易受到攻击,56%的中型组织表示他们还没有准备好。报告发现大多数组织尚未开始PQC过渡,同时存在阻碍PQC进展的挑战与风险。该研究基于对北美和欧洲450名网络安全领导者的调查,从网络安全专业人士的角度揭示了后量子密码学(PQC)的现状。
来源:
https://www.businesswire.com/news/home/20250730514756/en/Keyfactor-Finds-Nearly-Half-of-Enterprises-Unprepared-for-Quantum-Cybersecurity-Threats