研究人员提出了一种仅需少量辅助比特的共振量子主成分分析算法；仙纳度与imec合作开发容错量子计算光子芯片 | 全球量子科技与工业快讯第三十三期

德国联邦机构展示量子安全的视频会议

8月10日，两个德国联邦机构借助光链路首次以量子安全的方式完成视频通讯。这次视频会议为未来高度安全的通信打开了新篇章。此次通讯没有使用传统方法进行加密，而是借助了光量子进行密钥分配。这意味着，如果黑客试图获取将要生成的密钥（这些密钥随后将用于加密传输数据），光粒子就会受到干扰，从而被检测出来。该套量子设备除了可以演示安全视频会议，还可用于产生科学数据，为未来复杂量子安全网络中的通信提供重要的见解。

此次的安全视频通信背后的技术主要受益于QuNET项目，该项目由德国联邦教育和研究部(German Federal Ministry of Education and Research，BMBF)资助，旨在开发高度安全的通信系统。目前，该项目正致力于展示如何在不久的未来保障国家的数据主权（data sovereignty）。

阿布扎比或将推出中东首台量子计算机

近期，位于阿布扎比（Abu Dhabi）的首都技术创新研究所（Technology Innovation Institute）的研究人员宣布开始建造中东第一台量子计算机。为了让量子计算机的“大脑”工作，其芯片必须被放置在极端低温的环境中。因此，研究人员从芬兰购置了两台可以提供持续深度冷冻的稀释制冷机。TII旗下量子研究中心（Quantum Research Centre）的研究主管Jose Ignacio Latorre教授表示，这次推出量子计算机只是一个更长期愿景的开始，他希望阿联酋（United Arab Emirates，UAE）能够领导发展先进技术，而此举将会对国家安全和经济发展产生至关重要的影响。

在《全球量子科技与工业快讯第十九期》，我们曾报道过TII发布其首个开源量子计算框架Qibo。仅4个月后，TII就发表声明将制造量子硬件。此举体现了阿联酋在量子计算领域发展与扩张的决心。

仙纳度与imec合作开发容错量子计算光子芯片

近日，位于加拿大的全栈式光量子计算公司仙纳度（Xanadu）和位于比利时的校际微电子中心（Interuniversity Microelectronics Centre，imec）宣布建立合作伙伴关系，后者是一所世界领先的纳米电子和数字技术研究与创新中心。据悉，两方将合作开发基于超低损耗氮化硅（SiN）波导的下一代光量子比特。

仙纳度目前正在开发一种光学量子计算机。具体来说，其中的光量子比特是基于压缩态的(squeezed states)。这是一种由集成芯片的硅光子器件产生的特殊类型的光。仙纳度期望通过借助imec已有的研究和制造工艺，将其光量子计算机扩展至百万比特的量级。

研究人员提出了一种仅需少量辅助比特的共振量子主成分分析算法

主成分分析（Principal component analysis，PCA）被广泛应用于数据分析与人工智能算法中，因为其可以在保留重要信息的前提下对高维数据进行降维。PCA的量子版本(qPCA)可以通过快速揭示未知的低秩密度矩阵的主成分，即密度矩阵最大特征值的特征向量，来分析未知的低秩密度矩阵。然而，原始的qPCA一般需要大量的计算资源，使得相关的实验难以实现。

最近，一篇发表于《科学·进展》（Science Advances）上题为 Resonant quantum principal component analysis 的文章，提出了一种新的共振分析算法。研究人员声称该算法仅需要单个频率扫描的探测比特就可以提取出主要成分。该工作表明量子算法可以为数据降维提供加速，并为量子人工智能算法提供新的可能性。

美国能源部将拨款6100万美元用于推进量子信息科学的发展

美国能源部（United States Department of Energy，DOE）近日宣布将提供6100万美元的资金，用于推进量子信息科学（Quantum Information Science，QIS）的基础设施和研究项目。QIS是一门研究微观量子世界的科学。在微观世界中，分子、原子和光子可以“违背”传统的物理定律，为新型的的计算、模拟、通信和传感形式带来可能，从而推动应对气候危机和增强本国竞争力所需的突破。

此轮拨款将专注于以下三个领域：(1) 增强美国在QIS方面的竞争力（预计拨款3000万美元），主要为加强美国在纳米技术领域的创新与发展，并推进化学、材料和清洁能源方面的进步；（2）开发量子互联网的构建模块（预计拨款600万美元），主要用于研究和开发发送和接收量子网络流量的新设备，并推进大规模量子互联网的发展；(3) 创建量子互联网试验平台（预计拨款2500万美元），该项目将支持区域规模量子网络试验平台的研究、设计、开发和演示。

一个月前，DOE还曾宣布拨款7300万美元用于与QIS相关的材料科学与化学技术的研发，详情请参考《全球量子科技与工业快讯第三十期》。

封面图片来源：scitechdaily.com

参考来源：

1.https://optics.org/news/12/8/18

2.https://www.thenationalnews.com/business/future/2021/08/17/abu-dhabi-unboxes-quantum-supercomputer-and-its-a-marvel/

3.https://www.hpcwire.com/off-the-wire/xanadu-and-imec-partner-to-develop-photonic-chips-for-fault-tolerant-quantum-computing/

4.https://advances.sciencemag.org/content/7/34/eabg2589

5.https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-announces-61-million-advance-breakthroughs-quantum-information

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