量子制

6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。安徽省科技厅推进发展处处长殷黎莉，安徽大学资产经营有限公司党委副书记、总经理张彤，安徽大学校地合作办副主任刘泉，合肥市科技局党组成员、副局长谢成军，合肥高新区党工委委员、管委会副主任吕长富，合肥市科创集团、高新区科技局、财政局等有关领导出席签约仪式并见证签约。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发，是一种能够提供接近绝对零度低温环境的高端科研仪器，是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一。项目基于量子计算对稀释制冷机的无液氦、极低温、大冷量、大空间、高稳定性的技术需求，解决了量子计算等领域极低温稀释制冷机完全依赖进口的难题，为相关科研及产业领域提供了替代进口的极低温稀释制冷技术。极低温稀释制冷机在产业化后，将广泛应用于量子计算、凝聚态物理、天文观测等领域。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。“合肥高新区量子产业链完备，创新创业生态健全，高效、贴心的服务赢得了团队的一致肯定。”王绍良表示，下一步，公司将扎根合肥高新区发展，加大科研投入，力争做到国内第一，世界领先。殷黎莉高度肯定了合肥高新区在量子信息未来产业园建设取得的成绩，她表示，省科技厅将会同合肥市大力支持量子信息未来产业园建设，支持开展量子领域关键核心技术攻关和科技成果应用转化，在提升创新平台能级、培育壮大科技企业、引育科技人才队伍、科技体制改革攻坚等方面持续发力，助力合肥高新区建设极具活力、引领未来、享誉世界的“量子中心”和创新之谷，争创国家未来产业培育发展的探路先锋。谢成军强调，市科技局将调动所有能调动的资源，凝聚所有能凝聚的力量，全力支持高新区创新发展，在创新支持、成果转化、试点工程、场景建设方面给予量子企业政策支持。近年来，合肥高新区充分认识量子科技发展的重要性和紧迫性，把量子信息未来产业科技园建设作为“科大硅谷”建设和世界领先一流高科技园区建设的“一号工程”，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好“先手棋”。在省市政府关心指导下，合肥高新区于2022年11月28日获批量子信息未来产业科技园建设试点培育单位，这是全国唯一一个正式批复的量子信息未来产业科技园。截至目前，量子信息未来产业科技园已集聚上下游产业链企业53家，量子企业总数约占全国量子企业总数的三分之一。量子信息“关键核心技术环”在国内已经具备领先优势。量子计算方面，高新区是全国唯一一个已销售超导量子计算机整机的地区，并诞生全国第一个量子计算机操作系统和第一条量子芯片生产线；量子通信方面，高新区诞生了全国首个上市的量子科技企业，正在建设全国第二个量子通信城域网；在量子测量方面，高新区企业开发出全球首台量子钻石原子力显微镜，并获批全国首批计量文化和科普资源创新基地。吕长富表示，下一步，合肥高新区将抓好抓实量子信息未来产业科技园专班工作，在项目服务、品牌宣传、产业生态培育等方面做专做细，在量子科技产品应用场景上再下一步“先手棋”，在培育全国龙头量子企业上再下一步“先手棋”，在合肥未来持续高质量发展上再下一步“量子先手棋”。

近日，中科院大连化学物理研究所研究员吴凯丰团队等在胶体量子点超快光物理研究中取得新进展。团队观测到CsPbI3钙钛矿量子点中激子精细结构裂分导致的系综量子拍频，并提出了一种通过温度诱导晶格畸变进而调控裂分能的新机制。相关成果发表于《自然—材料》。在半导体量子点中，形貌或晶格对称破缺导致的电子—空穴各向异性交换作用使激子能级发生精细结构裂分（FSS）。FSS亮激子态可用于量子态相干操控或偏振纠缠光子对发射，观测和调控FSS对这些应用至关重要。由于FSS能量对量子点的尺寸、形貌非常敏感，通常需要在液氦温度下测定单个或少数量子点的发射谱来测定FSS。因此，在系综水平观测FSS极具挑战，尤其是定量调控FSS尚未有报道。本工作中，研究团队利用圆偏振飞秒瞬态吸收光谱（即瞬态圆二色谱），在液氮到室温区间测定了溶液合成、成本低廉的CsPbI3钙钛矿量子点系综的亮激子FSS。研究发现，FSS能量可通过量子点尺寸进行调控，在液氮温度下最高可达1.6meV。更有趣的是，同一样品的FSS能量展现出强烈的温度依赖性，温度越低，裂分越大，这在以往的外延生长或胶体量子点体系都未有观测到。通过变温的晶格结构表征，结合美国能源部能源前沿研究中心Peter Sercel博士的有效质量模型理论计算，研究团队发现这种温度依赖的FSS源于CsPbI3钙钛矿高度动态的晶格结构：降温能加剧Pb-I八面体扭曲，降低晶格对称性，进而增大FSS。此外，这些晶格扭曲的正交相量子点却仍然拥有准立方相晶面，该特性使亮激子之间产生避免交叉的精细结构能量间隙，实验上观测到的系综层面量子拍频正是对应于该能量间隙。该工作精准测定了胶体量子点系综的亮激子精细结构裂分，提出了通过温度诱导CsPbI3量子点晶格畸变进而调控亮激子裂分能的新原理，展示了其在量子信息科学领域的重要应用潜力。文章链接：https://doi.org/10.1038/s41563-022-01349-4

澳大利亚悉尼大学和瑞士巴塞尔大学的科学家首次展示了识别和操纵少量相互作用的光子（光能包）的能力，这些光子具有高度相关性。这一史无前例的成就是量子技术发展的一个重要里程碑。研究论文20日发表在《自然物理》杂志上。爱因斯坦在1916年提出的受激发射概念，为激光的出现奠定了基础。而在新研究中，科学家观察到了单光子的受激发射。具体地说，他们可测量一个光子和一对从单个量子点散射的束缚光子之间的直接时间延迟。量子点是一种人工创造的原子。研究人员表示，这为操纵所谓的“量子光”打开了大门。同时，这项基础科学研究为量子增强测量技术和光子量子计算的进步开辟了道路。光与物质相互作用的方式吸引着越来越多的研究，例如干涉仪用光来测量距离的微小变化。然而，量子力学定律对这类设备的灵敏度设定了限制：在测量灵敏度和测量设备中的平均光子数之间。研究人员表示，他们建造的设备在光子之间产生了强烈的相互作用，从而使他们能观察到与之相互作用的一个光子与两个光子之间的差异。他们看到，与两个光子相比，一个光子的延迟时间更长。有了这种非常强的光子—光子相互作用，两个光子就会以所谓的双光子束缚态的形式纠缠在一起。像这样的量子光的优势在于，原则上，它可使用更少的光子以更高的分辨率进行更灵敏的测量。这对于在生物显微镜中的应用很重要，尤其是当光的强度会损坏样品，并且科学家需要观察的特征特别小的时候。研究人员表示，通过证明可识别和操纵光子束缚态，新研究朝着将量子光用于实际用途迈出了至关重要的第一步。同时，可应用同样的原理来开发更高效的设备，以提供光子束缚态，这将在生物研究、先进制造、量子信息处理等领域具有广泛的应用前景。

记者15日从安徽省量子计算工程研究中心获悉，中国首个量子芯片高真空存储箱研制成功，并已投入使用，科研人员形象地称其为“量子芯片冰箱”。据安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙介绍，该量子芯片高真空存储箱由合肥本源量子计算科技有限责任公司研发，共有三个保存腔体，单个腔体可独立操作；同时配备了智能监控系统，可实时监控真空度，为芯片保存过程提供稳定的高真空环境；研发人员还研发了人机交互功能界面，可实现设备全自动化操作。量子芯片是量子计算机的核心部件。与传统经典集成电路芯片不同，量子芯片需要经过复杂的系统生产过程，像环境温度、洁净程度、噪声、振动、电磁波以及微小杂质颗粒等，都会对量子芯片产生影响。贾志龙表示，量子芯片中的超导材料对环境敏感度较高，在制作和存储过程中如果环境不达标，就容易和空气中的氧气、水分子产生化学反应，吸附各类杂质。量子芯片关键部件约瑟夫森结、超导电容等会因此老化，导致量子比特频率一致性变差，量子芯片相干时间降低，最终影响量子芯片的性能。“就像食物暴露在空气中‘氧化腐烂’，量子芯片如果不妥善保存，也会因为‘不新鲜’而无法使用。”贾志龙说。本源量子团队技术起源于中科院量子信息重点实验室，该团队一直致力于超导与硅基半导体两条产线工艺的量子计算芯片的研发，先后研发出中国首台超导量子计算机本源悟源、中国首款量子计算机操作系统本源司南、中国首条量子芯片生产线等。

中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，在国际上首次利用量子统计测量技术实现了不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨，其精度可以达到纳米量级。研究成果4月9日发表在《物理评论快报》上。 　　如何提高测量精度，数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标 同时，通过物理量的高精度量反过来又推动着科学技术向前发展。因此，新型的测量技术不断地被开发，而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量 另一方面，可以实现经典方式无法完成的各种测量。如利用传统光学测量相近的两个物体的距离受制于光学瑞利散射极限，其精度仍在数百个纳米，远远大于现在各种物理、化学、材料、生物等学科发展所要求的成像精度。孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性，设计并实验实现了不受经典光学散射极限的量子统计测量技术，其精度可达纳米量级。 　　实验中，他们在自己制备的金刚石氮-空穴色心样品上，非常巧妙地利用简单的光学收集装置，通过探测单光子以及双光子的光子数，基于单光子的量子反聚束效应成功实现了两个相距8.5纳米的氮-空穴色心独立成像和分辨，同时测量了每个色心的轴向。实验中的测量精度达2.4纳米，通过增加收集光子数，可以把精度提高到1纳米以内。实验测量中所需的光路简单，测量系统稳定，不受量子消相干的影响。该测量方法的原创性以及测量效果受到了编辑和审稿人的一致认可。 　　量子统计测量技术除了可以适用于相邻物体的光学成像，还可以实现发光寿命，偏振和其他自由度的测量和分辨。同时，该测量技术可以实时测量近邻物体的动力学演化以及它们之间的相互作用，为实现进一步的量子信息技术提供了一种新的测量技术，也将在化学、材料、生物等方向得到应用。 　　该项研究受到科技部、国家自然科学基金委和中国科大青年基金的资助，并已经申请了国家发明专利。

试想一下在医院进行常规查体时的情景：首先，喝下一种含有被称为“量子点”的纳米颗粒液体，接着医生会让你慢慢走过一个通道，这时激光束对全身进行扫描。在通道的另一端，计算机自动生成三维图像。根据这些图像，医生会告诉你在你的体内有无肿瘤细胞以及肿瘤细胞的精确定位。这些好像是只有在《特种部队》或《阿凡达》这样的科幻电影中才能见到，但是请不要吃惊，这或许就是你在不久的将来可以享受的“量子点”荧光成像检测技术。 　　到目前为止，活体荧光成像技术主要有三种标记方法：荧光蛋白标记、荧光染料标记和量子点标记。相比较而言，量子点作为一种新型的纳米荧光探针，具有激发光谱宽、荧光发射光谱窄、荧光光谱可调、量子产率高、光化学稳定性高和不易分解等诸多优点。 　　由于不同波长的组织穿透力不同，血红蛋白、脂肪和水对近红外波长的吸收保持在一个比较低的水平。因此，对活体成像而言，选择激发和发射光谱位于近红外光区的荧光标记方法，将有利于活体的光学成像，特别是深层组织的荧光成像(Nature Method, 2005, 2: 12 Science, 2009, 324: 804)。因此，低生物毒性的近红外量子点对于活体荧光成像具有非常重要的意义。 　　最近，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所王强斌课题组在国际上首次通过以二乙基二硫代氨基甲酸银(Ag(DDTC))为原料制备出了尺寸均匀的、大小为10 nm左右的单分散性Ag2S近红外量子点。相比较目前的含有铅、镉或汞等元素的近红外量子点，Ag2S量子点具有毒性较低的优点。光谱研究结果表明该Ag2S量子点在785 nm的激发条件下，在1058 nm附近出现一个半峰宽仅为21 nm左右的荧光光谱。鉴于该Ag2S量子点的发现对于活体深层组织荧光成像技术具有重要的意义，本研究成果近日发表在著名杂志Journal of the American Chemical Society。 　　该项研究工作得到了国家自然基金, 中国科学院-国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划以及苏州科技局的支持。

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人在金刚石量子器件制备方向取得重要进展，发展了一种全新的基于自对准的光子学器件制备加工技术，可将氮-空位色心这一原子级量子传感器以纳米级精度加工到金刚石器件最佳工作位置，实现接近最优光学探测性能的量子传感器阵列。这项研究成果以“Self-aligned patterning technique for fabricating high-performance diamond sensor arrays with nanoscale precision”为题发表在《科学进展》[Sci. Adv.8, eabn9573 (2022)]上。金刚石，俗称“钻石”，具有高硬度、高稳定性、高透光性、高热导率以及超高的禁带宽度等优异的物理化学性质，在超精密加工、光学材料以及半导体电子器件等工业领域有着广泛的应用。近十多年来，科学家发现金刚石中一种可以发光的原子尺度晶格缺陷--氮-空位色心（简称NV色心）具有极大的量子应用前景，让存在缺陷的不“完美”金刚石变得在实用性上更加“完美”。NV色心不仅可以以纳米空间分辨率对电磁场、压力等多种物理量在室温大气乃至极端环境下进行精密测量，也可以建立多体量子纠缠，用于研究量子信息等基础问题，在前沿基础科学、高科技产业等领域有重大应用价值。图1：制备技术方法示意图。制备高性能金刚石量子器件是金刚石量子信息技术实用化的关键技术。以金刚石量子传感器为例，其原理是利用器件内的NV色心将外界的微弱物理信号转换为自身荧光强度信号来进行探测，因此在不牺牲其他物理性质前提下，提高NV色心光子计数率是提升传感器性能的一个关键指标。在过去几年中，人们积极致力于开发用于提高NV色心荧光强度的金刚石微纳米光子学结构，例如固体浸没透镜、柱形波导、圆形牛眼光栅、抛物面反射器、倒置纳米锥等。但目前传统的制备技术无法精确控制微纳米结构中NV色心位置，导致器件制备效率低下，性能难以达到预期(图2(a))，其主要原因是NV色心制备工艺和金刚石结构刻蚀工艺之间的对准难题(图1左)。通常这一对准精度需要优于20纳米，方能达到光学器件理论上最优的光学性能。图2：器件制造效果展示。（a）传统工艺制造器件光学计数率分布；（b）自对准工艺制造器件光学计数率分布；（c）金刚石纳米柱传感阵列电镜照片；（d）单个NV色心荧光饱和曲线测试。针对以上难题，本工作研究团队发展了一种基于自对准策略的光子学器件加工技术，通过双层掩膜图形化工艺设计实现生成NV色心所需的氮离子注入工艺和金刚石结构刻蚀工艺的自对准，精度可以达到15纳米(图1右)。使用该技术，研究团队实现了高性能金刚石纳米柱传感阵列的制造，该纳米柱传感器可用于生物传感、纳米级磁性材料成像等前沿应用。与传统制造技术相比，器件显示出高度一致且最优的光子计数率以及接近理论预期的器件产率。通过金刚石晶体取向进一步控制荧光发射偶极方向，团队最终实现单个NV色心饱和光子计数率达到~4.34Mcps，荧光强度提升大约20倍(图2)。该方法具有可工程化、简单且高精度的特点，不仅可批量化制备高性能金刚石量子传感器，对金刚石量子技术实用化具有重要意义,还可以应用于碳化硅、稀土离子等其他固态量子体系。相关技术与器件已申请国际专利进行保护。中科院微观磁共振重点实验室特任副研究员王孟祺为该论文的第一作者，杜江峰院士、王亚教授为共同通讯作者。该研究得到了科技部、中科院、国家自然科学基金委和安徽省的资助。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abn9573

近年来，低维材料、超导材料、量子科技等已成为科学研究关注的焦点，在日常生活上用不上超低温制冷技术，却在这些领域中发挥了重要的作用，为相关研究创造了极端条件，推动了相关科技的进步。近日，由全国纳标委低维纳米结构与性能工作组和中国科学院半导体研究所联合主办的第四届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。在展会上，北京飞斯科科技有限公司的黄社松先生向我们介绍了超低温制冷技术的发展。氦是不可再生资源，无液氦制冷意义重大目前的超低温制冷技术离不开氦，但我国却是贫氦国家。据黄社松介绍，我国氦储量仅占全球2%左右，且开采难度大，目前我国还没有氦生产能力，氦气严重依赖于美国进口。虽然我国已通过资本注入等手段向卡塔尔等国家购买氦矿，但目前来讲氦还是不可再生资源，总量有限，如果不对其进行回收，在做完实验后会排入大气，现在无液氦系统传统替代氦气制冷已成为趋势。针对我国对无液氦制冷技术的需求，北京飞斯科科技有限公司在今年四月份推出了多功能高效闭环氦气循环系统，可以为用户提供一个低温的真空环境，最低温度小于1.7k且完全无液氦。同时设备消除了冷头的震动，解决了目前商用4K制冷机普遍存在的振动较大问题，特别适用于一些对振动敏感的实验（如STM、SEM、AFM、ARPES、显微镜、红外、高能物理、高压物理、单光子探测、布里渊散射和离子阱等）。黄社松表示，飞斯科的这款产品目前在同类产品中处于世界领先地位，虽然国际上仍有两家公司也有类似产品，但这些产品最低温度只能到3~4k，在两三年之内应该还不会有能匹敌该产品制冷效果的产品。此外，飞斯科还提供了相应的一些低温插件。黄社松先生还介绍了配套的ST-500显微型低温恒温器。恒温器采用低膨胀措施和低漂移设计，使样品振动水平降至纳米量级。采用新一代高效热交换器最低温度小于1.8K，可用作单量子点/单分子低温测试平台，紧凑型设计满足高倍放大的短焦距显微物镜要求，可与多数商用显微镜和Raman光谱仪匹配使用。黄社松透露，飞斯科推出的无液氦的多功能高效闭环氦气循环系统受到了用户的欢迎，目前已有20多套的订单在做。多功能高效闭环氦气循环系统国产稀释制冷机技术亟待突破除了已经实现商业化的多功能高效闭环氦气循环系统，飞斯科还在准备研发稀释制冷机。黄社松表示，消除震动和电磁噪音的稀释制冷机目前仍是空白，我们正在努力在做，但是时间比较长,不同于实验室研究产物，相关产品将直接推商业化。现在稀释制冷机的超低温制冷主要应用在量子领域、二维材料当中，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。最近中关村一个创新论坛上，飞斯科的客户于海峰研究员也介绍了突破500ms退相干时间的成果，创造了世界纪录。不过目前稀释制冷机还存在一些技术问题。一方面，稀释制冷机本身是有震动的，而且稀释制冷机制造难度大，再加上减震更难，所以大家先不考虑这个问题。另一方面，整机上的冷托有磁性会造成非常大的干扰，量子比特会大幅度无效。黄社松表示，应用分体式的创新可以解决这个问题，现在世界上还没有第二个厂家在做这些事情，飞斯科规划当中明年可以推出商用的机型，同时会以此为基础制造无震动、无磁性的稀释制冷机，虽然最后不一定成功，但是总是要做一些尝试。黄社松也向我们透露，稀释制冷机现在主流的还是500微瓦，明年飞斯科推出来也就是500微瓦，后年才能推出1毫瓦的，届时将采用新的设计，在理论上有望解决噪音和磁性震动等问题。氦三提纯技术已成为量子研究的“卡脖子”技术水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液体的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。值得注意的是，氦三是氦四的同位素，氦四实际上是天然的，在美国很多天然气矿里面有百分之几的氦四，但氦三却不是天然的，而是纯粹的人造的，但是在宇宙中氦三、氦四非常多，比如太阳中有大量的氦3、氦4，核聚变就是氕氘氚反应最后变成氦三和氦四。众所周知，月球存在很多氦三，实际上月球本身是没有氦三的，是因为太阳风上亿年日积月累把它吹到上面而形成，但月球上的资源开采不易。当前，稀释制冷机需要的氦三全部需要进口。现在氦三主要从氚中提取。我们国家不缺氦三，缺的是没有放射性的，不带氚的氦三。氦三无放射性，但氚是有放射性的，而只有俄罗斯和美国可以生产商业化的无放射性的氦三。目前来讲，我国还没有真正的把无放射性的氦三的提纯商业化，所以全进口且非常受美国管制。黄社松在采访中呼吁道，国家需要把无放射性氦三提纯技术提上日程，否则量子计算机的稀释制冷还没解决掉，氦三就没了，没有氦三我们就没法做稀释制冷。黄社松表示，实际上飞斯科稀释制冷机的研制已经准备了很多年，但闭关锁国是不行的，实际上有很多技术来自于先进的国家，这些技术不是我们讲我们憋着脑袋就能想出来的，真的很多需要全球联合。关于北京飞斯科北京飞斯科科技有限公司创建于2007年，集国内著名大学和科研院所的优秀人才，专门从事物理、化学和材料等领域的科学仪器研发、销售和技术咨询的国家高新技术企业。北京飞斯科不仅提供各种低温强磁场设备，如低温和超低温 (He-3、DR）恒温器，超导磁体，ADR恒温器，热电型恒温器，红外杜瓦，液氦杜瓦，SQUID传感器、Bolometer探测器，低温控温仪，金刚石对顶砧、低温低噪音放大器等，而且提供多种测试系统，如低温电导率测试系统、低温霍耳效应测试系统、交流磁化率测试系统、低温强磁场高压物性测试系统、低温磁光测试系统、瞬态光电流/光电压测试系统、Seebeck测试系统、热输运测试系统、RRR测试系统和多路温度巡检系统等。

以“第二次量子革命”为代表的新一轮科技革命和产业变革方兴未艾，越来越多的国家将量子信息技术定义为国家战略级科研项目。2021年3月起，多家欧美高校着手引入国仪量子的高端科学仪器，成为发达国家在量子信息领域持续加大投入的一个缩影，也显示出中国在量子科技产业化发展方面取得长足进步。 基于金刚石NV色心的量子计算教学机2021年9月，美国纽约州立大学石溪分校收到一台金刚石量子计算教学机。这台用于开展近代物理实验教学和NV色心科学研究的科学仪器，由中国的国仪量子公司自主研发、生产并提供实验教学解决方案。“我们是今年3月发起需求的。量子计算是量子信息中心最重要的一门课程，为了使学生更好地了解和体验量子计算，我们计划利用金刚石量子计算教学机为学生提供量子计算实验课程。”纽约州立大学石溪分校量子信息中心主任Eden Figueroa介绍，根据学校计划，2021年下学期，即9月份将正式以线上线下相结合的方式开始教学。 美国纽约州立大学石溪分校产品交付在此之前，澳洲两所知名学府也基于这款仪器制定了教学计划。为结合学校量子教育计划、量子计算与量子通信卓越中心（CQC²T），2021年8月，澳大利亚昆士兰大学采购了金刚石量子计算教学机，结合现有的量子力学、量子计算理论课程，用于量子人才的培养和量子计算基础教学。 澳大利亚昆士兰大学产品交付另外，澳大利亚麦考瑞大学也向国仪量子下了采购订单。麦考瑞大学Thomas Volz表示，“我们2022年第一学期将开设量子计算的理论课程，同时，由几位研究金刚石NV色心的老师共同提交的量子计算实验课，也已经通过学校的审批。购买金刚石量子计算教学机符合学校建设量子中心的长远目标，同时满足学校正常授课的需求。” 金刚石量子计算教学机当前各国政府都在积极布局量子信息产业，然而全球量子人才普遍短缺，亟需高校重点培养相关人才。美国诺特丹大学、阿联酋沙迦大学等名校也计划与国仪量子展开合作，而在此之前，基于金刚石量子计算教学机，中国近百所知名高校和顶级中学开展了实验教学课程。 2020年12月，江苏省锡山高级中学量子计算实验课正式开课国仪量子的金刚石量子计算教学机，是一台基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能的教学仪器。该仪器在室温大气条件下运行，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是在课堂还是实验室，都可以进行量子力学与量子计算实验教学。 量子计算教学机光路模块国仪量子是一家源自中国科学技术大学的高新技术企业，自主研发的量子精密测量仪器应用于量子计算、材料科学、生命科学、医疗诊断、药物研发、环境科学、食品科学等众多领域，已交付到遍及全球的高校、企业、医院等数百家单位，如美国加州伯克利分校、德国美因茨大学、多特蒙德工业大学等。目前，除了金刚石量子计算教学机，国仪量子的高端科学仪器如量子钻石原子力显微镜、电子顺磁共振波谱仪等，也在国际市场发力。 量子钻石原子力显微镜中国科技创新令人瞩目，一批具有国际竞争力的优势产业和高新技术企业迈向全球。科学仪器是经济发展和产业进步的一面镜子，随着中国经济的快速发展和科技水平、创新能力的大幅提升，中国的科学仪器正在世界舞台上崭露头角。

记者3日从安徽省量子计算工程研究中心获悉，中国首个专用于量子芯片生产的激光退火仪研制成功，该设备可解决量子芯片位数增加时的工艺不稳定因素，像“手术刀”一样精准剔除量子芯片中的“瑕疵”，增强量子芯片向多比特扩展时的性能，提升量子芯片的良品率。据安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙介绍，该激光退火仪由合肥本源量子计算科技有限责任公司研发，设备可达到百纳米级超高定位精度，可对量子芯片中单个量子比特进行局域激光退火。激光退火仪拥有正向和负向两种激光退火方式，可定向控制修饰量子比特的频率参数，解决多比特扩展中比特频率拥挤的问题，助力量子芯片向多位数扩展，该设备目前已投入使用。量子比特位数是代表量子计算机能力水平的重要参数之一，量子比特位数越高，其计算能力越强。“量子芯片生产过程中，科研人员通过无损探针仪发现量子芯片的优劣，对于其中的‘坏品’‘次品’，再用激光退火仪改善其中‘不良’的部分，从而提高量子芯片的品质。”贾志龙说。贾志龙表示，量子芯片无损探针仪和量子芯片激光退火仪都属于量子芯片工业母机，前者是发现问题，后者是解决问题，通过两台机器相互配合，才能够生产出更高质量的量子芯片。本源量子团队技术起源于中科院量子信息重点实验室，该团队一直致力于超导与硅基半导体两条产线工艺的量子计算芯片的研发，先后研发出中国首个超导量子计算机本源悟源、中国首款量子计算机操作系统本源司南、中国首条量子芯片生产线等。

记者11日从量子计算芯片安徽省重点实验室获悉，本源量子计算科技(合肥)股份有限公司科研团队成功研制出第一代商业级半导体量子芯片电路载板，填补了中国在该领域的空白。量子计算机具有比传统计算机更高效的计算能力和更快的运算速度。其中，半导体量子计算因其自旋量子比特尺寸小、良好的可扩展性与现代半导体工艺技术兼容等优点，被视为有望实现大规模量子计算机处理器的路线之一。据量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙介绍，本次研发成功的半导体量子芯片电路载板最大可支持6比特半导体量子芯片的封装和测试需求，使得半导体量子芯片可更高效地与其他量子计算机关键核心部件交互联通。该载板高度集成的各类量子功能器件和电路功能单元，极大地提升了量子芯片的操控性能。“量子芯片载板是量子芯片封装中不可或缺的一部分，量子芯片的载板就好比城市的‘地基’。”贾志龙说，这款半导体量子芯片载板可以大大节约半导体量子计算技术路线的研发生产成本。该科研团队技术起源于中国科学院量子信息重点实验室，在量子芯片设计制造领域深耕多年，此前已发布量子芯片工业设计软件“本源坤元”，自主开发激光退火仪、无损探针仪等量子芯片工业母机。

量子芯片运行对温度环境要求极为苛刻，如何实时监测温度变化，了解制冷机运行状态？近日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，国产量子计算超低温温度传感器研制成功，并已投入国产量子计算机中使用。安徽省量子计算工程研究中心相关研发团队负责人张俊峰向记者介绍：“随着稀释制冷机技术的发展，国内外稀释制冷机技术越来越成熟，与之相配套的温度测量需求也不断加大。为了保证量子芯片在合适的温区运行，需要实时监测量子芯片运行的温度环境，这款传感器就像是‘量子芯片温度计’，可实时监测温度变化。”该超低温温度传感器由合肥本源量子完全自主研发，支持实时温度监测，具备较高测量精度等优势。该产品通用性很广，可以非常方便地安装到稀释制冷机上，目前已投入国产量子计算机中使用。张俊峰表示，量子芯片是量子计算机的核心器件，实时监测量子芯片运行的温度环境能够对整个量子计算机系统起到关键性作用。该国产超低温温度传感器的成功研制，使我国在极低温领域的温度测量精度达到国际先进水平，向着量子计算机完全自主可控迈出了重要一步。

近日，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。据媒体报道，2023年下半年，国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品，经客户多月测试，设备长时间连续稳定运行，能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等，为量子芯片提供低至10mK级别的极低温低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中，分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试，稀释制冷机运转效果良好，达到了国际先进水平。实际上近年来，量子科技已引起国内外的广泛关注。而发展先进的量子科技离不开极低温制冷技术，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。目前达到低温的手段主要有吸附制冷、绝热去磁制冷和稀释制冷。稀释制冷技术于 1950 年代首次提出，并在 60 年代建成了第一个完整的稀释制冷系统，随后便成功商业化。稀释制冷技术最低温度可以低至数个mK（10K），具有制冷过程连续不间断及制冷功率较大等优点，随着低温物理研究需求的不断增加，其已经成为目前最为流行的制冷方法。水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液态的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。随着量子计算等技术的不断发展，对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前国内有数家单位和企业在投入精力开发。中科院物理所2021年，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温，标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。2023年3月28日，中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告，审查了技术测试方案，查验了测试仪器和受试设备，通过现场测试和读取测试数据，一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。合肥知冷低温科技有限公司2023年6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。本源量子2023年10月，由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司完全自主研发的本源SL400国产稀释制冷机成功下线，这是国内科创企业的研发团队首次成功突破量子计算极低温制冷这一关键核心技术。省量子计算工程研究中心相关负责人张俊峰说：“该稀释制冷机可提供12mK以下的极低温环境及不低于400μW@100mK的制冷量，降温时间在40小时内，升温时间在24小时内，可满足超导量子计算的极低温运行环境和快速回温的要求，达到国际主流产品的水平。”此外，中船重工、飞斯科等国产厂商目前也在投入相关设备研发。中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟向仪器信息网透露，当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。当前中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。上世纪70年代物理所冉启泽老先生曾研制出湿式稀释制冷机，但后来无人从事相关研究，相当长一段时间内国内处于技术断层和研究空白，目前国内所用到的稀释制冷机均从欧美购买，比如Oxford Instruments ，Cryomagnetics，Janis Research Company，Bluefors Oy NanoMagnetics Instruments， ICE Oxford Ltd，Quantum Design, Inc.，Leiden Cryogenics Entropy等。2019年12月，美国商务部的一份内部文件提出，未来将限制向中国等美国在量子计算上的竞争对手出口稀释制冷机。一旦被限，中国的量子计算研究将面临重大挑战。据了解，国际主流稀释制冷机售价400万元至600万元，稀释制冷机的国产化，在一定程度上扭转了量子计算关键核心技术受限的局面，加快了量子计算领域自立自强步伐，增强我国在量子计算领域完全自主可控能力。

作者：Sophie编辑：Joanna对于太阳能转换器件和生物成像应用程序来说，使用发射近红外光、具有显著斯托克斯位移且再吸收损失小的材料非常重要。近期新加坡国立大学化学系便合成了这样一种新型材料——四元混合巨壳型量子点（InAs?In(Zn)P?ZnSe?ZnS）。这种新型量子点可以实现显著斯托克斯位移，且光致发光量子效率可达25%，非常适合应用于太阳能及生物领域。Tips: 斯托克斯位移是指荧光光谱较相应的吸收光谱红移（斯托克斯位移=发射波长-吸收波长）。斯托克斯位移越大，荧光太阳能光电转换效率越高。图片来源于网络 单锅连续注射&结构比例控制合成新型量子点的关键新加坡国立大学使用单锅连续注射的方法来合成该量子点。四元混合巨壳型量子点结构主要成分由内到外比例为1: 50: 37.5: 37.5合成过程分为4步，由内向外，依次为：1. 合成该量子点InAs内核2. 向InAs核反应容器中注射As前驱体溶液、醋酸锌和磷酸氢，完成第2层In(Zn)P壳层的合成3. 向反应体系注射Se前驱体溶液合成第3层ZnSe壳层4. 注射S前驱体溶液和醋酸锌完成ZnS壳层的合成四元混合巨壳型量子点合成过程图示合成过程中，研究人员会定时从反应容器中取出小部分溶液测量其紫外可见吸光度和光致发光特性来跟踪反应进程，并调整量子点间的结构比例。他们利用HORIBA高能量窄脉宽 Nanoled-440L皮秒脉冲激光光源对样品进行激发，在FluoroLog-3 荧光光谱仪上测试荧光寿命。在新的荧光光谱技术中，FluoroLog-3 系列荧光光谱仪配置CCD检测器新技术，实现快速动态荧光光谱检测，实现实时反应发光测试，分子相互作用的动态检测。新型量子点材料助力太阳能及生物应用用领域终合成的巨壳量子点，In(Zn)P壳层能够吸收400-780 nm的可见光，并将吸收后的能量传递到InAs内核，使其在873nm处发射，进而实现显著的斯托克斯位移和很小的吸收-发射光谱重叠；经统计计算，该量子点光致发光量子效率可达25%，这对于近红外发射器来说相当可观，且它在873nm的发射光与硅太阳能电池的光敏响应区匹配良好。并且这一新型量子点为可调色发光，不含有害金属。种种优点使得该量子点不仅非常适合应用于荧光太阳能领域用以提高光电转换效率；且在生物领域，该量子点也可作为荧光材料用于生物成像，给疾病的诊断和治疗带来巨大进步。该工作以“Large-Stokes-Shifted Infrared-Emitting InAs?In(Zn)P?ZnSe?ZnS Giant-Shell Quantum Dots by One-Pot Continuous-InjectionSynthesis”为题，发表于《Chemistry of Materials》。 HORIBA科学仪器事业部HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的选择，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。

11月8日，《安徽新闻联播》聚焦产业技术变革和优化升级，关注国仪量子在坚持原始创新基础上实行“沿途下蛋”战略，在高端装备及其关键部件产品化上取得重大进展，加快补链强基，助力制造业向高端、智能、绿色、精品、服务型发展。习近平总书记指出，要以智能制造为主攻方向，推动产业技术变革和优化升级。贯彻落实习近平总书记重要讲话指示精神，安徽在建设制造强省的过程中，深入实施高端、智能、绿色、精品、服务型“五大制造”工程，努力推动制造业迈向中高端，打造现代制造的安徽“升级版”。 今年上半年，以量子精密测量为核心技术的国仪量子公司，一举推出了数字延时脉冲发生器、任意波形发生器、锁相放大器等6款测量与控制系统新产品，可以为半导体、光伏、电力电网、生命健康等众多领域提供更高精度、更高灵敏度的测试解决方案。国仪量子（合肥）技术有限公司董事长贺羽表示，“过去我们测不到的一些信号，比如说单个细胞、单个DNA分子，现在有了量子精密测量，我们可以测到了。这种测量不管是从灵敏度还是从精度，都提高了很多。”作为中国科大在量子精密测量领域的紧密产学研合作单位，国仪量子一直致力于把学校的领先技术转化成高端装备，不仅推出了量子钻石原子力显微镜等全球首台套大型科学仪器，同时对仪器里的核心关键模块进行孵化，在关键部件产品化上也取得了重大进展。任意序列发生器国仪量子（合肥）技术有限公司董事长贺羽表示，“从今年起，我们已经有越来越多的仪器走向了各行各业，基本上‘四个面向’都有应用，最典型的就是面向世界科技前沿。”国仪量子科研工作人员制造业面临着大而不强，重点表现在元器件、关键软件、高端装备材料等基础方面，高端短缺，低端过剩，产业链还不完整。为了加快补链强基，必须广泛采用新技术、新工艺、新装备。植根于深厚的科学基础研究，国仪量子以高端仪器装备为发展主航道，提供赋能各行各业创新发展的解决方案，为制造业转型升级增添新动能。活动预告：2021世界制造业大会将于11月19日至22日在合肥市滨湖国际会展中心举行。本届大会以“创新驱动，数字赋能，携手全球制造业高质量发展”为主题，设置2.7万平方米的专业展区，举办开幕式、主旨论坛以及六百项目对接、平行论坛等活动，韩国为大会主宾国，上海、江苏、浙江为大会主宾省。国仪量子将携量子钻石原子力显微镜QDAFM、扫描电子显微镜SEM3100亮相，为高端制造业的科研和生产活动提供表面形貌观察、材料失效分析、产品缺陷检测等解决方案，更高效地进行新品研发、和品质管控，助力中国制造业不断提升核心竞争力。

电阻标准是电学计量的基石之一。为了适应国际单位制量子化变革和量值传递扁平化趋势，推动我国构建电子信息产业先进测量体系，补充国家量子化标准，开展电学计量体系中电阻的轻量级量子化复现与溯源关键技术研究至关重要。与传统砷化镓基二维电子气（2DEG）相比，石墨烯中的2DEG在相同磁场下量子霍尔效应低指数朗道能级间隔更宽，以其制作的量子霍尔电阻可以在更小磁场、更高温度和更大电流下工作，易于计量装备小型化。此外，量子电阻标准的性能通常与石墨烯的材料质量、衬底种类和掺杂工艺相关。如何通过克服绝缘衬底表面石墨烯成核密度与生长调控的瓶颈，获得高质量石墨烯单晶，并以此为基础，优化器件结构和工艺，开发出工作稳定且具有高比对精度的量子电阻标准芯片至关重要。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所报道了采用在绝缘衬底表面气相催化辅助生长石墨烯，成功制备高计量准确度的量子霍尔电阻标准芯片的研究工作。相关研究成果以“Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device）”为题，发表于期刊《Advanced Materials Technologies》上。研究人员首先采用氢气退火处理得到具有表面台阶高度约为0.5nm的碳化硅衬底，然后以硅烷为气体催化剂，乙炔作为碳源，在1300°C条件下，生长出高质量单层石墨烯。该温度条件下衬底表面台阶依然可以保持在0.5nm以下。采用这种方法制备的石墨烯可以制成量子电阻标准器件，研究团队直接将该量子电阻标准器件集成于桌面式量子电阻标准器，在温度为4.5K、磁场大于4.5T时，量子电阻标准比对准确度达到 1.15×10-8，长期复现性达到3.6×10-9。该工作提出了适用于电学计量的石墨烯基工程化、实用化的轻量级量子电阻标准实现方案，通过基于其量值的传递方法，可以满足不同应用场景下的电阻量值准确溯源的需求，补充国家计量基准向各个行业计量系统的量传链路。中科院上海微系统与信息技术研究所是该研究工作第一完成单位，陈令修、王慧山和孔自强为共同第一作者，通讯作者为上海微系统所的王浩敏研究员和中国计量科学研究院的鲁云峰研究员。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中科院先导B类计划和上海市科委基金的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/admt.202201127

中国科学院上海高等研究院王中阳课题组提出新型的基于荧光量子相干的超分辨显微成像方法，研究成果以Breaking the diffraction limit using fluorescence quantum coherence为题，近日发表在 《光学快报》（Optics Express）上。 在经典光学成像中，显微镜的空间分辨率受阿贝衍射极限限制为？λ/2NA，其中λ为光波长，NA为显微物镜的数值孔径。近二十年来，各种超分辨荧光显微成像技术的出现打破了光学衍射极限，将空间分辨率提高到纳米尺度，主流技术包括随机光学重构超分辨成像技术（STORM）、结构光照明显微技术（SIM）和受激辐射损耗技术（STED）。其中STED和STORM通过不断提升测量精度极限来提高分辨率，如STED利用非线性受激辐射损耗机制来压制衍射受限的埃里斑尺寸再通过点扫描获得超分辨成像，而STORM通过统计荧光分子中心位置的定位精度来超衍射极限分辨，其分辨率由测量精度即统计分辨率极限？ ？N？1/2决定，？N？为探测到平均光子数。 在量子光学中，现有研究表明利用光的量子性质能够突破经典的空间分辨率限制，从而进一步提升分辨率。例如，利用N个纠缠光源的光子干涉能够将分辨率提升到海森堡极限？1 / N。而在荧光显微镜中，同样可以利用荧光光源的量子特性来实现分辨率的提升。单个荧光分子或原子的发射具有单光子辐射源的性质，在一次脉冲激发下仅发出单个光子，因此光子发射统计概率不同于热辐射光源的一簇一簇的光子辐射，而是一个接一个发出，体现了明显的反聚束统计特性，并且理想的单光子源发出的光子在光谱、偏振上完全相同，即具有高的光子不可区分特性。上述荧光的量子性质已被实验证明存在于荧光显微成像常用的荧光染料中，例如单个有机染料分子、单个量子点以及单个金刚石色心，为发展新型的超分辨荧光显微成像技术带来了新的量子信息维度。 基于此，王中阳课题组提出了基于荧光光源的量子性质的超分辨成像方法，并对成像机制展开研究。研究者从荧光光源的发光机制出发，考虑了大多数荧光染料所包含的退相和光谱扩散机制，构建了通用的单光子波函数并考虑其在显微系统中的时间和空间维成像变换；通过计算双光子干涉的时间和空间的探测概率分布，从而获得荧光量子相干统计模型。该模型为宏观部分相干理论与荧光微观辐射机制提供了桥梁。基于此模型，研究者还提出了一种基于荧光量子相干性的超分辨荧光显微成像方法。利用新型的单光子雪崩探测器（SPAD）阵列统计荧光光子的时间和空间涨落p(r, t)。为了提取荧光光子相干性，通过引入时间门Tg作为光子到达时间的后选择窗口来提取高度相干的光子并沿Tg积分构造时间相干调制函数p(r, Tg)，如图1所示。 时间相干调制函数与荧光光源空间分离量s有关。因此，通过准确测量时间相干调制函数，并预先确定其它变量，可从中准确提取出衍射极限内荧光光源空间分离距离s。此时，分辨率（即光源分离距离s）取决于荧光时空相干性的测量精度，而相干性测量精度又与探测到的光子数和空间采样率有关，如图2所示，仿真结果表明，当探测到的光子数达到104时，分辨率可以达到50 nm。该新型量子增强成像技术能够发掘荧光量子时空涨落特性及量子相干性，有助于实现荧光弱信号下的快速超分辨成像。　　论文链接 　　图1.基于荧光量子相干的超分辨荧光显微成像方法示意图。（a）实验装置图；（b）传统成像方式和SPAD阵列探测方案对比图；（c）成像过程时序图；（d）荧光光子时空相干性概率分布；（e）引入时间门调制后荧光光子时空相干性概率分布。 图2.不同累计光子数下p(0, Tg)的测量精度（荧光光源距离s分别为50和100 nm）

作者：吴长锋 来源：科技日报3月26日，安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发的“量子计算用国产极低温稀释制冷机”项目，顺利通过鉴定委员会鉴定。专家认为，研制的极低温稀释制冷机满足量子计算需求，连续稳定运行的最低温度为8.5mK，项目创造了已公开报道的连续运行最低温度和制冷量两项国内纪录。安徽大学供图“量子计算用国产极低温稀释制冷机”是一种能够提供接近绝对零度低温环境的高端科研仪器，是现代量子科学研究与量子技术发展的关键核心设备之一。由领域内知名专家组成的鉴定委员会听取了项目工作汇报，审阅了技术报告和相关技术资料，考察了实验现场，查看了系统运行状况；经质询、答疑和讨论，一致认为：针对无液氦、极低温、大冷量、大空间、高稳定性等量子计算需求，单磊教授、王绍良研究员团队成功研制出无液氦型量子计算用极低温稀释制冷机，连续循环运行最低温度达到8.5mK。相关成果增强了我国相关基础科学和技术领域的原始创新能力，进一步解决了大摩尔流量条件下极低温流体热交换效率低的技术难题，研发出具有超大比表面积的极低温高效换热部件，同时实现了相关核心部件的完全自主研发，扭转核心技术“卡脖子”的被动局面。据悉，去年12月31日，这台机器已经获得在100毫K具有435微瓦和120毫K具有671微瓦的制冷量，达到国际主流产品的水平，满足量子计算的温度和冷量需求。

联网就能用上全球领先的量子计算机？这一梦想正走进现实。5月31日，科大国盾量子技术股份有限公司携手弧光量子等合作伙伴发布新一代量子计算云平台，接入“祖冲之号”同款176比特超导量子计算机。这不仅刷新了我国云平台的超导量子计算机比特数纪录，也是国际上首个在超导量子路线上具有实现量子优越性潜力、对外开放的量子计算云平台，将进一步推动量子计算软硬件发展及生态建设。　　据中国科学技术大学教授、“祖冲之号”量子计算总师朱晓波介绍，比特数是衡量量子计算机可实现的计算能力的重要指标，中国科大“祖冲之号”研发团队在原“祖冲之号”66比特的芯片基础上做出提升，新增了110个耦合比特的控制接口，使得用户可操纵的量子比特数达176比特。除了比特规模，在其他涉及量子计算机性能的连通性、保真度、相干时间等关键指标上，“祖冲之号”云平台接入的新一代量子计算机的设计指标也瞄准国际最高水平，不断在实际中调试提升其性能。　　据悉，量子计算云平台旨在通过云技术连接用户与量子计算设备，支持用户远程进行量子计算实验和开发等。但由于量子计算机研发门槛极高、运行环境严苛、辅助设备复杂等，目前全球接入量子计算真机的云平台很少，更缺少能实现量子优越性的高性能量子计算机。此前，中国科大研究团队构建了66比特可编程超导量子计算机“祖冲之号”，是目前全球仅有的2台完成了“量子计算优越性”里程碑实验的超导量子计算机。但“祖冲之号”量子计算机需要服务于重大科技攻关项目，难以满足外部体验和使用的需要。　　为了将高性能的量子计算机真机开放给社会，多方合作、产学研协同的新一代量子计算云平台项目因此诞生。其中，量子创新研究院提供了“祖冲之号”同款量子计算芯片，国盾量子提供了测控设备等硬件设施，承担了整机和云平台系统的搭建及运维工作，与中电科十六所、中科弧光量子等合作研制开发了关键核心器件、国产量子程序编译语言和软件，共同建设了新的176比特超导量子计算机并上线云平台。　　“祖冲之号”量子计算常务副总指挥、国盾量子董事长彭承志认为，量子计算未来可为密码分析、人工智能、气象预报、资源勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供解决方案，其中量子计算云平台是量子计算走向应用的重要一步。对于社会大众来说，可以利用量子计算云平台进行科普，亲身体验简易的量子计算编程和图像实验等；对于更广泛的产业用户来说，可远程访问具备量子优越性潜力的量子计算机，能进一步发展量子编程框架，进行应用探索；高性能量子计算机和开放共赢的云平台的发布，也将促进中国量子计算自主可控产业链发展，有助于量子技术和产业生态的健康发展。　　彭承志表示，量子计算现阶段正处于从原型机到专用机的攻坚时期，我们集合所有力量，就是希望以实现通用量子计算为目标，探索出一条切实可行的道路。

当地时间9月5日，美国商务部工业和安全局（BIS）在《联邦公报》上发布了一项临时最终规则（IFR），升级了对量子计算、先进半导体制造、GAAFET等相关技术的出口管制。具体来说，该IFR 涵盖了：量子计算、相关组件和软件；先进的半导体制造；用于开发超级计算机和其他高端设备的高性能芯片的环绕栅极场效应晶体管 (GAAFET) 技术；以及用于制造金属或金属合金部件的增材制造工具。1、量子计算相关：随着具有更多量子位的更大型的量子计算机的开发，控制电路必须在低温恒温器内移动以减少这些延迟。目前，传统CMOS器件的一般温度下限为-40°C（233K）。CMOS设计目前正在开发中，以适用于在4K或以下温度下工作，用于量子计算。出于这些原因，BIS在CCL中添加了3A901.a，以控制3A001.a.2中未指定的CMOS集成电路，这些电路设计用于在等于或低于4.5 K（-268.65°C）的环境温度下运行。这一补充附带了一份技术说明，主要限制“低温CMOS或低温CMOS集成电路。”量子计算项目中的一个关键功能是读取非常微弱的信号的能力。为了执行该功能，量子比特和信号放大器需要冷却到非常低的温度以抑制噪声。因此，BIS在CCL中添加了3A901.b，以控制在极低温度、指定频率和噪声系数参数下工作的参数信号放大器。还添加了一个注释和一个技术注释，说明“参数信号放大器包括行波参数放大器（TWPA）”和“参数信号功放也可称为量子限幅放大器（QLA）。”根据3A901.a规定的CMOS集成电路和3A901.b规定的参数信号放大器需要获得所有目的地的许可证。此外，量子计算芯片所需的低温晶圆探测设备（3B904）也被进一步限制。低温晶圆探测器的目标是扩大基于固态量子位和其他类型量子位的量子计算。低温量子器件、电子学和探测器的发展可以从低温晶片探测器提供的更好的器件特性中受益。某些低温晶片探测器将加快被测量子比特器件的测试和表征（大容量数据的收集）。这在开发过程中提供了一个明显的优势，传统上，低温测试需要更多的时间。出于这个原因，BIS认为，这些设备需要出口管制。因此，BIS正在CCL中添加ECCN 3B904，以控制指定的低温晶片探测设备。根据国家安全控制和许可证审查政策集的规定，ECCN 3B904中指定的项目对所有目的地的NS和RS进行控制。2、GAAFET及相关针对3nm以下制程所需要采用的GAAFET，BIS在通用许可证中增加了两项授权，以补充第736部分第4号通用命令的第1项，即GAAFET出口、再出口和转让（国内）到目前与美国工业合作的实体，目的地为EAR国家组A:5或A:6中指定的目的地，以及ECCN 3E905中指定的GAAFET“技术”和“软件”的视同出口和视同再出口到已受雇于实体的外籍员工或承包商，其最近的公民身份或永久居留权是国家组中指定的目标。另外，由于美国此前已经对GAAFET设计软件进行了出口管制，因此，与GAAFET相关的制造设备此次也一并受到了限制。3、半导体设备3B001用于制造半导体器件、材料或相关设备的设备，如下（见受控物品清单）及其“特殊设计”的“组件”和“配件”：基于列表的许可证例外（有关所有许可证例外的描述，请参阅第740部分）LVS:500，3B001.a.4、c、d、f.1.b、j至p中规定的半导体制造设备除外。GBS：a.3（使用气体源的分子束外延生长设备）、c.1.a（为各向同性干法蚀刻设计或修改的设备）、c.1.c（为各向异性干法蚀刻设计和修改的设备”）、.e（仅当连接到由3B001.a.3或.f控制的设备时才自动装载多腔中央晶片处理系统）、.f（光刻设备）和.q（为集成电路设计的“EUV”掩模和掩模，未在3B001.g中指定，并具有3B001.j中指定的掩模“基板空白”）除外。IEC：3B001.c.1.a、c.1.c和.q为是，见《出口管理条例》第740.2（a）（22）条和第740.24条。STA的特殊条件STA：许可证例外STA不得用于将3B001.c.1.a、c.1.c或.q运送到国家组a:5或a:6中列出的任何目的地（见EAR第740部分补充1）。受控项目清单：相关控制：另见3B903和3B991项目：a.设计用于外延生长的设备如下：a.1.设计或改装的设备，用于在75毫米或更长的距离内生产厚度均匀小于±2.5%的硅以外的任何材料层；注：3B001.a.1包括原子层外延（ALE）设备。a.2：金属有机化学气相沉积（MOCVD）反应器，设计用于化合物半导体外延生长具有以下两种或多种元素的材料：铝、镓、铟、砷、磷、锑或氮；a.3：使用气体或固体源的分子束外延生长设备；a.4：为硅（Si）、碳掺杂硅、硅锗（SiGe）或碳掺杂SiGe外延生长并且具有以下所有特性：a.4.a.多个腔室，并在工艺步骤之间保持高真空（等于或小于0.01 Pa）或惰性环境（水和氧气分压小于0.01帕）；a.4.b.至少一个预清洁室，其设计用于提供表面处理装置以清洁晶片的表面；和a.4.c.外延沉积操作温度为685°c或以下；b.设计用于离子注入的半导体晶片制造设备，具有以下任何一项：b.1：[保留]b.2：被设计和优化为在20keV或更高的束能量和10mA或更大的束电流下工作，用于氢、氘或氦注入；b.3：直接写入能力；b.4：用于将高能氧注入加热的半导体材料“基板”的65keV或更高的束能量和45mA或更高束电流；或b.5：被设计和优化为在20keV或更高的束能和10mA或更大的束流下工作，用于将硅注入加热到600˚C或更高温度的半导体材料“基板”；c.蚀刻设备：c.1：设计用于干法蚀刻的设备如下：c.1.a.为各向同性干法蚀刻而设计或修改的设备，其最大“硅锗对硅（SiGe:Si）蚀刻选择性”大于或等于100:1；或c.1.b.为介电材料的各向异性蚀刻而设计或修改的设备，能够制造纵横比大于30:1、顶面横向尺寸小于100nm的高纵横比特征，并具有以下所有特征：c.1.b.1：具有至少一个脉冲RF输出的射频（RF）电源；和c.1.b.2：一个或多个切换时间小于300毫秒的快速气体切换阀；或c.1.c：为各向异性干法蚀刻而设计或修改的设备，具有以下所有特征；c.1.c.1：具有至少一个脉冲RF输出的射频（RF）电源；c.1.c.2：一个或多个切换时间小于300毫秒的快速气体切换阀；和c.1.c.3：带有二十个或更多可单独控制的可变温度元件的静电卡盘；c.2：设计用于湿化学处理的设备，其最大“硅锗对硅（SiGe:Si）蚀刻选择性”大于或等于100:1；注1:3B001.c包括“自由基”、离子、顺序反应或非顺序反应的蚀刻。注2:3B001.c.1.c包括使用RF脉冲激发等离子体、脉冲占空比激发等离子体、电极上的脉冲电压修饰等离子体、与等离子体结合的气体循环注入和净化、等离子体原子层蚀刻或等离子体准原子层蚀刻的蚀刻。4、增材制造设备（i.ECCN 2B910）BIS对ECCN 2D910和2E910中增材制造设备（2B910）的“技术”和“软件”的外国人实施视同出口和再出口管制。美国工业和安全局副部长艾伦埃斯特维兹在一份声明中表示：“今天的行动确保我们的国家出口管制与迅速发展的技术保持同步，并且在与国际伙伴合作时更加有效。”“协调我们对量子和其他先进技术的控制，将使我们的对手更难以以威胁我们集体安全的方式开发和部署这些技术。”有什么改变？该规则在商务管制清单中增加了新的出口管制分类编号（ECCN），涵盖一般产品类别和能力，而不是特定产品。这基本上意味着，如果你想从美国出口某些类型的产品（已列入或已添加到管制清单的产品），你可能需要获得美国政府的许可。这让美国有能力限制向某些国家出口某些类型的技术。例如，管制清单上的新 ECCN B910 指定了与合金制造相关的套件，因为这些物质用于生产导弹、飞机和推进系统的零件。另一个新的 ECCN 是“3A904 低温冷却系统和组件”，重点关注“与研究具有大量物理量子比特的量子系统相关的项目”。此外，还有在ECCN 3E905中对GAAFET增加了两项授权要求。这些规则增加了 18 个 ECCN，并更新了 9 个现有 ECCN。这使美国能够与其他国家保持步调一致，主要限制向俄罗斯和伊朗等国输送装备。2023年美国国会研究服务处报告指出，与其他政府协调出口管制对于确保此类努力取得成效至关重要。该报告称：“协调对于旨在阻止或延迟外国采购某些商品或技术的政策的有效性至关重要。如果商品或技术很容易从外国获得，这种控制措施的效果可能会降低。”例如，在数年之前美国主要通过将一些企业列入“实体名单”进行限制。然而，美国随后认识到，在没有国际合作伙伴的协调下，这一举措收效有限。因此，美国商务部工业和安全局于2022年10月宣布新的出口管制措施，旨在遏制中国获取先进半导体技术。随后，在2023 年，美国、日本和荷兰这三个领先的芯片制造国同意协调努力，阻止中国获得先进的芯片技术。BIS最新出口管制似乎是加强与盟友合作的进一步例子。美国商务部负责出口管理的助理部长西娅罗兹曼肯德勒 (Thea D. Rozman Kendler) 在一份声明中表示：“保护我们国家安全的最有效方式是与志同道合的合作伙伴一起制定和协调我们的管控措施，今天的行动表明了我们在制定此类管控措施以实现国家安全目标方面的灵活性。”她还补充说，值得信赖的合作伙伴可以享受许可豁免。 内容转自：旺材芯片，本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请联系小编进行处理。谢谢！联系我们 -欢迎前来咨询 竭诚为您服务-上海市高新技术企业上海市专精特新企业完善的半导体领域微纳米实验室测试方案集成商

记者5月8日从中国科学技术大学获悉，该校中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，相比经典计算机，其可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题上实现指数级别的加速。超导量子计算作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相干操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。二维超导量子比特芯片示意图, 每个橘色十字代表一个量子比特。图片来源：中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等在前期工作的基础上，自主研制二维结构超导量子比特芯片，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。研究团队在二维结构的超导量子比特芯片上，观察了单粒子及双粒子激发情形下的量子行走现象，实验研究了二维平面上量子信息传播速度，同时通过调制量子比特连接的拓扑结构的方式构建马赫—曾德尔干涉仪，实现了可编程的双粒子量子行走。该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。

据美国物理学家组织网11月7日(北京时间)报道，由于密封在法国巴黎国际计量局(BIPM)三层玻璃罩内的国际千克原器质量发生不明改变，世界最重要计量标准单位——千克将转变为量子物理制，以解决当前面临的困境。 　　国际千克原器由铂铱合金(90%的铂，10%的铱)制成，用于规定全世界的“千克”。自1889年以来，人们曾认为它像恒星一样恒久不变，但到了1992年，它的质量却发生了变化。经与其他“千克”原器相比，国际千克原器变化了大约50微克，相当于一个直径0.4毫米的小沙粒。BIPM质量部主管艾伦皮卡德说：“确切地说，我们无法确定它的质量是多了还是少了。这一变化可能是由于表面影响，失去了表面原子或结合了污染物。” 　　这个变化给物理学家带来了巨大的理论挑战，尤其是对那些需要精确测量的复杂实验而言。因此国际单位(SI)委员会决定淘汰千克原器，在今年10月21日召开的第24届国际计量大会上，同意用一个基于普朗克常数的固定值来代替“千克”。普朗克常数用字母“h”来表示，相当于两个粒子能够交换的最小能量包或称量子。 　　大会还表示，在2014年之前“将不会采用这一常数”，此之前还将通过实验评估测量技术的精确性，以确保精确度在亿分之二以内。如果今后用普朗克常数来表示质量，日常生活不会受到任何影响，比如要买500毫克阿司匹林、半公斤胡萝卜或一艘5万吨的游船，千克仍然是千克。然而，这一变化会即刻对专业实验室的高精检测产生重大影响。 　　从日常生活到工程设计、科学研究和工商贸易，“千克”是用得最广的度量单位之一。SI中有7个“基本单位”：千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉，分别用于测量质量、长度、时间、电流强度、温度、物质的量和发光强度。1983年，国际单位“米”被光速基本常数(c)所取代，即光在真空中1/c秒内所经路程的长度，从此国际米原器作为纪念品而保存。“千克”是国际单位制(SI)的基石，也是最后一个由物质材料来定义的单位。

中国科学院半导体研究所半导体材料科学重点实验室、低维半导体材料与器件北京市重点实验室，在科技部、国家自然科学基金委及中科院等项目的支持下，经过努力探索，制备成功太赫兹量子级联激光器系列产品。 　　太赫兹(THz)量子级联激光器是一种通过在半导体异质结构材料的导带中形成电子的受激光学跃迁而产生相干极化THz辐射的新型太赫兹光源。半导体材料科学重点实验室经过多年的基础研究和技术开发，目前推出系列太赫兹量子级联激光器产品。频率覆盖2.9~3.3 THz，工作温度10~90 K，功率5~120mW。 　　太赫兹波介于中红外和微波之间，是一种安全的具有非离化特征的电磁波。它能够穿透大多数非导电材料同时又是许多分子光学吸收的特征指纹光谱范围。它的光子能量低(1 THz对应的能量大约4meV)，穿透生物组织时不会产生有害的光电离和破坏，在应用到对生物组织的活体检验时，比X光更具优势。它的波长比微波短，能够被用于更高分辨率成像。THz波在分子指纹探测、诊断成像、安全反恐、宽带通讯、天文研究等方面具有重大的科学价值和广阔的应用前景。 半导体研究所制备成功太赫兹量子级联激光器系列产品

瑞士科学家在最新一期《自然纳米技术》杂志上发表论文称，他们利用石墨烯，制造出了首个超导量子干涉装置，用于演示超导准粒子的干涉。最新研究有望促进量子技术的发展，也为超导研究开辟了新的可能性。2004年石墨烯横空出世，自此引发广泛关注并获得大力发展。石墨烯是目前已知最薄、强度最高、导电导热性能最好的新型纳米材料。随着研究的不断深入，其更多特性也一一浮出水面。双层扭转石墨烯——两个原子层相对于彼此稍微有所扭转是近几年的研究重点。一年前，苏黎世联邦理工学院固态物理实验室的克劳斯恩斯林团队证明，扭转双层石墨烯可用于制造超导设备的基本组成部分约瑟夫森结。在最新研究中，恩斯林科研团队利用扭曲石墨烯，制造出了首个超导量子干涉装置（SQUID），用于演示超导准粒子的干涉。传统SQUID正广泛应用于医学、地质学和考古学等领域，其灵敏的传感器能够测量磁场的微小变化，但其只与超导材料一起工作，因此在工作时需要使用液氦或氮气进行冷却。新研制的石墨烯SQUID的灵敏度并不优于传统铝制SQUID，且也必须冷却至绝对零度之上2℃，“但最新研究大大拓宽了石墨烯的应用范围，此前我们已经证明石墨烯可用于制造单电子晶体管，现在又增加了超导设备。”恩斯林指出，“在量子技术中，SQUID可以容纳量子比特，因此可用作执行量子操作的元件。此外，通常情况下，晶体管由硅制成，SQUID由铝制成，不同材料需要不同加工技术，但现在它们都可由石墨烯制成。”恩斯林补充道，石墨烯内存在不同的超导相，但还没有一个理论模型来解释它们。最新成果也将为超导研究带来新的可能性，有了这些组件，也许能更好地理解石墨烯中的超导性是如何产生的。

自新型冠状病毒肺炎疫情发生以来，国仪量子积极响应政府号召，在合肥高新区疫情防控应急指挥部指导下，做好了防疫防护和复工的各项准备工作，公司自2月10日有序组织了远程办公和部分员工现场办公，并坚持以线上工作的方式为客户及时提供服务。日前，经主管部门的每日巡查后，认定国仪量子各项防疫防护工作到位，支持公司在2月24日全面复工，符合复工条件的员工已返回工作岗位现场办公（外地返肥隔离期未满的员工仍采取居家远程办公）。为了做好疫情防控防护及全面复工的准备，保障全体员工生命安全和身体健康。国仪量子近来做了以下相关工作：1疫情防控工作文件展示我司于1月27日成立了新冠病毒肺炎疫情防控工作领导小组，并制定了《复工复业及新型冠状病毒疫情防控工作方案》。2每日健康上报自1月27日起，公司每日调查统计每位员工的假期出行情况、复工情况和健康情况等，建立员工健康信息日报制度，确保第一时间掌握员工健康状态。3部分防疫物资储备室国仪量子在2月9日已经备齐各类防疫物资，其中包括：额温枪2个、口罩5000个、消毒酒精30L、84消毒液50L、免洗手消毒凝胶25L、一次性手套600副、消毒喷壶20个、新增微波炉2个。公司也将根据接下来的疫情和复工情况继续做好各类防疫物资的准备工作。4体温检测点为了避免直接接触门禁，公司为每一位员工准备了门禁ID卡，并在公司入户大厅设立测量体温和发放口罩点，公司保证每位到岗员工每天至少可领用到两个口罩，员工每日亦需进行两次体温测量登记，体温正常并佩戴口罩方可进入公司办公。5随处可见的消毒用品国仪量子在办公各区域分别放置消毒酒精和免洗手消毒凝胶，员工可随时进行消毒使用，公司保洁将对公司内办公区域进行每日2次的全面消毒保洁，并进行登记备查。6小伙伴们积极申请成为司内顺风车司机我司原则上要求小伙伴们避免乘坐公共交通工具上下班，公司统一安排了司内顺风车，为暂时出行不便的员工对接司内顺风车。并对于因火车、飞机停运无法返回工作地的员工，统计备案并力所能及派车接回。7员工就餐点之一我司在四楼A区自旋会议室内，B区入口钻石会议室外，三楼共振报告厅内和二楼海聚办公区域设立了4个热餐点，员工中午用餐采取分时、定点就餐方式，减少交流，做好防护。和大多数企业一样，国仪量子在疫情期间各项工作及公司效益也受到了诸多影响， 但公司在疫情防控工作的第一时间就给全体员工做出如下承诺：1: 在疫情期间，绝不无故裁员，原则上不降薪，不延期支付薪酬，各项福利制度保持不变。2: 拨付专门的经费用于防疫支出，包括物资采购、拼车补贴、员工家属帮扶等。3: 制定严格的防疫防护措施，并要求全体负责防疫工作的人员把防疫防护措施执行到位。疫情当前，做好防控工作是每个公司的责任和义务，国仪量子在疫情期间协同全体员工全力支持配合合肥市政府、高新园区等部门的疫情防控工作。不带风险来，不传播风险，不带风险走，我们坚信，唯有齐心协力，才能共克时艰。没有一个寒冬无法逾越，等待我们的终将是春暖花开。最后，向坚守在“战疫”一线的各界工作者致敬，祝大家安康顺遂！

近日，由上海微系统所信息功能材料国家重点实验室曹俊诚研究员负责的太赫兹（THz）课题组自主成功研制了激射频率为3.2 THz的量子级联激光器（QCL）。该器件的整个研制过程，包括有源区材料生长、器件流片工艺以及光电特性测试等均在微系统所完成，为发展相关THz应用系统奠定了基础。 THzQCL具有体积小、轻便、易集成、能量转换效率高，并且可在连续波模式下工作等优点。它是一种具有复杂结构的半导体量子器件。课题组采用V90气态源分子束外延设备生长了基于GaAs/AlGaAs材料体系的THzQCL有源区；采用单面金属波导工艺制备并封装了THzQCL器件；采用远红外傅里叶变换光谱仪测试了器件的发射谱，激射频率为3.2 THz。

记者从1月21日在京开幕的第16届量子信息处理国际会议上获悉，我国在全量子网络研究领域取得关键技术突破，研制出世界上第一个量子路由器并在实验室成功演示。 　　量子路由器是全量子网络中一个重要的量子器件。该研究基于973计划重大科学问题导向项目全量子网络项目，由著名计算机专家、图灵奖得主、清华大学交叉信息研究院教授姚期智领军。据悉，前不久，姚期智团队首次在实验中演示了全量子路由器，实现了量子控制信号控制量子信号所经的路径。美国《连线》杂志称，科学家利用基于纠缠光子的量子路由器展示量子网络，清华大学的科研人员建造了世界上第一个量子路由器。 　　据了解，在全量子网络项目中，姚期智团队采用基于离子阱的全量子网络方案。在全量子网络、离子阱量子存储器和计算节点、远程离子纠缠等方面开展研究工作并有很好进展。量子网络对于量子通信、大型量子计算的实现具有至关重要的作用。他透露，将在未来两年建成基础性全量子网络雏形。此外，他的团队还基于离子阱技术，提出一种实现新型的时空晶体的方案，即使在能量最小态，这个晶体也会永远转动。来自美国的诺贝尔物理奖获得者维尔切克称：“这一工作探索了一种新的物质形态，可能会带来出乎意料的研究方向。” 　　量子信息处理国际会议是量子信息领域的顶级国际会议，1998年首次在丹麦奥胡斯大学举办，每年召开一次。今年是该会议首次在中国举办，展示了我国在国际量子信息领域的地位。来自中国、美国、瑞士等国的300余位学者参加了为期5天的会议。大会议题涵盖量子计算的理论问题、量子密码相关领域的热点议题以及其他延伸涉及的相关物理问题。

4月2日，国仪量子研发人员正在操作W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪“W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪的研制成功，使国仪量子成为目前国内能研制生产该类高端科学仪器的厂商。也标志着中国成为继德国之后，第二个有能力研发该型电子顺磁共振波谱仪的国家。”4月2日，国仪量子技术（合肥）股份有限公司传感事业部副总经理石致富站在最新研发的仪器前向记者介绍。根据揭榜项目任务书的项目目标和考核指标，国仪量子最终任务全部完成，部分指标超额完成。专家组召开验收会议，认为该产品达到了国际先进水平，此攻关任务已经完成。近年来，安徽在量子信息领域“从0到1”的原始创新不断突破：目前，安徽集聚量子科技产业链企业60余家、数量居全国首位，全国首条量子芯片生产线建成运行，全国首个量子信息未来产业科技园挂牌运营，量子专利授权量全国领先，以国盾量子、国仪量子、本源量子、问天量子、中电信量子集团等为龙头的量子高新技术企业不断涌现。安徽发展量子信息等未来产业，具有强劲的科技创新策源能力。国仪量子在2021年承接了安徽省制造业重点领域产学研用补短板产品和关键共性技术攻关任务，项目针对“W波段电子顺磁共振波谱仪”进行工程化、产品化开发，解决产品化实现涉及到的核心技术难题，研制出用户友好、皮实可靠，可产品化出售的W波段电子顺磁共振波谱仪。W波段电子顺磁共振波谱仪具有高分辨率、高灵敏度的优势，是一种重要的高端科学分析装置，将给生物、化学、物理以及交叉学科等领域提供一项强有力的研究手段，可用于进行蛋白质、RNA、DNA 的结构解析，从而解决生物学、医学、制药学中的关键问题。得益于中国科学技术大学、合肥国家实验室等高校与科研机构，合肥在量子信息技术的科研领域具有先发优势，为量子科技发展提供了强有力的人才和智力支撑。“我们团队在量子精密测量领域有着十多年的研究积累，以长相干、多比特、高精度量子操控为核心目标，目前已掌握了世界领先的高保真量子态调控技术、高灵敏度磁探测技术、微波收发技术、高精度扫描钻石探针技术等核心技术。”石致富说。 “揭榜挂帅”是用市场竞争来激发创新活力的一种机制。国仪量子相关负责人表示，“揭榜挂帅”有助于选拔领头羊、先锋队，聚力突破关键共性技术瓶颈，提高制造业自主创新能力，带动产业链上下游的技术进步，强化供应链保障。未来，国仪量子将持续加强研发投入力度，在核心技术上不断追求更高标准。与用户协同创新，推动技术落地，赋能多个行业的升级发展，在全球量子领域逐渐发出中国声音，也让“安徽身影”更加活跃。

科技日报北京8月15日电 据15日发表在《自然材料》上的论文，美国普渡大学的研究人员通过使用光子和电子自旋量子位来控制二维（2D）材料中的核自旋，实现了在2D材料中写入和读取带有核自旋的量子信息。他们用电子自旋量子位作为原子尺度的传感器，首次在超薄六方氮化硼中实现了对核自旋量子位的实验控制。该研究工作拓展了量子科学和技术的前沿，使原子尺度的核磁共振光谱等应用成为可能。研究人员表示，这是第一个展示2D材料中核自旋的光学初始化和相干控制的工作。自旋量子位可以被用作传感器，例如探测蛋白质结构，或者以纳米级分辨率探测目标的温度。捕获在3D金刚石晶体缺陷中的电子能产生10—100纳米范围的成像和传感分辨率，而嵌入在单层或2D材料中的量子位可更接近目标样本，提供更高的分辨率和更强的信号。为实现这一目标，2019年，六方氮化硼中的第一个电子自旋量子位诞生。此次，研究团队在超薄六方氮化硼中建立了光子和核自旋之间的界面。核自旋可以通过周围的电子自旋量子位进行光学初始化——设置为已知的自旋。一旦被初始化，就可以用无线电频率来改变核自旋量子位，本质上是“写入”信息，或者测量核自旋量子位的变化，即“读取”信息。他们的方法一次利用3个氮原子核，其相干时间是室温下的电子量子位的30多倍。2D材料可以直接层叠在另一种材料上，从而形成一个内置的传感器。研究人员表示，2D核自旋晶格适用于大规模的量子模拟。它可在较高的温度下工作。为控制核自旋量子位，研究人员首先从晶格中移除一个硼原子，并用一个电子取代它。电子位于3个氮原子的中心。每个氮核都处于随机自旋态，可以是-1、0或+1。研究人员用激光将电子泵浦到自旋态为0，这对氮核的自旋影响可忽略不计。最后，受激电子与周围的3个氮核之间的超精细相互作用迫使原子核的自旋发生变化。当循环重复多次时，原子核的自旋达到+1状态，无论重复相互作用如何，它都保持不变。当所有3个原子核都设置为+1状态时，它们就可用作3个量子位。研究人员使用光和电子自旋量子位来控制二维材料中的核自旋。图片来源：Second Bay工作室/美国科学促进会网站

据合肥日报报道，国内首个专用于量子芯片生产的MLLAS-100激光退火仪（以下简称“激光退火仪”）已研制成功，可解决量子芯片位数增加时的工艺不稳定因素，像“手术刀”一样精准剔除量子芯片中的“瑕疵”，增强量子芯片在向多比特扩展时的性能，从而进一步提升量子芯片的良品率。报道显示，该激光退火仪由合肥本源量子计算科技有限责任公司完全自主研发，可达到百纳米级超高定位精度，对量子芯片中单个量子比特进行局域激光退火，从而定向控制修饰量子比特的频率参数，解决多比特扩展中比特频率拥挤的问题，助力量子芯片向多位数扩展。安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙表示，这台激光退火仪拥有正向和负向两种激光退火方式，可以在生产过程中灵活调节多比特超导量子芯片中量子比特的关键参数。同时，该设备还可用于半导体集成电路芯片、材料表面局域改性处理等领域，目前已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。