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摘要

• 中国科学技术大学实现基于马约拉纳零模的琼斯多项式计算

• 中国科学技术大学揭示相互作用增强超辐射相变的新机制

• 上海交通大学提出偏微分方程“薛定谔化”量子算法

• 牛津大学等提出射频量子点传感器的自动远程补偿

• 谷歌公司发布具有105量子比特的Willow量子计算芯片

• 英国总投资超1亿英镑的QEPNT量子技术中心正式启用

• 以色列与印度将加强量子技术等领域的合作

• 澳大利亚国家重建基金向Quantum Brilliance投资826万美元

科研进展

基于马约拉纳零模的琼斯多项式计算

琼斯多项式是扭结的一个重要拓扑不变量，复杂拓扑结构的琼斯多项式计算是一个#P-hard问题，使用经典算法难以求解。利用马约拉纳零模这一非阿贝尔任意子系统，可以通过编织操作来计算扭结的琼斯多项式。不同于三维空间中交换两个全同的玻色子或费米子，系统整体波函数仅会多出一个整体相位；对于二维空间中具有特殊性质的“非阿贝尔任意子”，其交换后的整体波函数会经历一个幺正变换，因此，可以通过对非阿贝尔任意子的交换操作构造量子门，实现具有天然容错特性的拓扑量子计算。但由于实验材料及技术的要求极高，通过编织马约拉纳零模实现特定的拓扑量子算法，仍然极具挑战性。

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相互作用增强超辐射相变的新机制

在超辐射态下，原子的激发态和光场均呈高占据状态。类似的现象同样存在于开放量子系统的稳态中；近年来超冷原子气体量子调控和量子模拟方面的进展，极大地推动了对开放量子系统超辐射相变的探索。在近期的理论和实验中，研究者发现在量子气体-光腔的混合系统中，量子统计对超辐射相变有重要影响。然而，这些系统的原子间通常不存在相互作用或相互作用较弱。是否存在某种机制，令原子间相互作用显著影响开放系统的稳态超辐射相变，这在理论上是一个重要问题。

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偏微分方程“薛定谔化”量子算法

量子计算机根据量子力学原理设计，适合求解量子力学的基本方程——薛定谔方程，其演化算子为酉算子，相应的算法被成为量子模拟。其它在科学与工程中有重要应用的偏微分方程（PDE），如果其演化算子不是酉算子的话，则不适合直接量子模拟。此外，由于高维和大规模PDE的经典计算方法有维度灾难，其计算成本随着PDE的维度呈指数级增长，因此人们希望量子计算能克服这些计算瓶颈。

上海交通大学金石教授团队提出了一种称为“薛定谔化”（Schrodingerization）的方法，通过引进一个巧妙的变换，在高一维傅里叶空间将任何一般的线性常微分和偏微分方程均转化为薛定谔方程的形式, 即演化算子为酉算子，使得其适用于量子模拟。相关成果发表于Physical Review Letters。

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射频量子点传感器的自动远程补偿

电荷感应技术在量子信息科技领域中十分重要，尤其是在涉及自旋量子比特的读取操作中。为了获得最佳的读取灵敏度，电荷传感器需要紧密靠近待测量的量子器件。然而，这种紧密布置可能导致传感器和量子器件之间的干扰，从而形成串扰效应，限制了传感器在大范围门电压扫描时的性能。

牛津大学、奥地利科技学院以及米兰理工大学的研究人员提出了一种自动化的长距离补偿串扰效应的方法，通过算法优化和虚拟门控技术，在不牺牲灵敏度的前提下，实现对量子器件的精确探测。此外，研究人员提出的算法完全自动化，不需要人为干预，这为与其他自动调谐程序结合使用提供了方便。这项研究对于推动量子技术的发展和应用具有重要意义，尤其是在量子计算、量子通信和量子传感等领域。相关成果发表于Physical Review Applied。

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行业资讯

谷歌公司发布具有105量子比特的Willow量子计算芯片

谷歌公司宣布研发出一款运算能力超强、适用量子计算机的芯片，并宣称这个具有105个量子比特的芯片只用5分钟即可完成现有运行速度最快的计算机要10尧（10的25次方）年才能完成的任务。谷歌表示，除了高速运算能力，这款名为“Willow”的芯片还有突出的纠错能力，为研制“实用的大规模量子计算机铺平了道路”。

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英国总投资超1亿英镑的QEPNT量子技术中心正式启用

英国皇家学会启用了定位、导航和授时中心（QEPNT），以确保国家能受益于量子技术的进步。作为英国工程与物理科学研究理事会（EPSRC）发起的五个量子中心之一，QEPNT获得了EPSRC等机构共1.06亿英镑的投资。该中心将用于开发原子钟、激光雷达传感器，并制造更小型、轻便的量子设备，用于提升公路、铁路和地下交通等领域的导航系统。

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以色列与印度将加强量子技术等领域的合作

以色列工业和经济部长在访问印度期间，与印度国家科技部部长进行了会谈。双方探讨了初创企业之间的合作，特别是在太空和量子技术这两个领域。印度国家科技部部长强调了印度国家量子任务的重要性，并邀请以色列量子计算公司与印度的机构合作，共同开发关键的量子技术。印度的国家量子任务的目标是利用量子技术来推动通信、密码学和计算等领域的发展。

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澳大利亚国家重建基金公司向Quantum Brilliance投资826万美元

澳大利亚国家重建基金公司（NRFC）已向澳大利亚量子金刚石技术公司Quantum Brilliance投资1300万澳元(约合826万美元)。这笔股权投资是Quantum Brilliance公司A轮融资的一部分，资金将用于建立澳大利亚第一家金刚石量子铸造厂，并维持该公司与拉筹伯大学、皇家墨尔本理工大学联合建立的金刚石量子材料研究中心的运转。

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刘骏秋，深圳国际量子研究院研究员

兼职编辑 | 张强

编辑 | 徐睿

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