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量子纠缠
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“量子优势”首获实验证明
科技日报· 2025-09-29 06:55
一项由丹麦、美国、加拿大和韩国联合团队开展的国际合作研究,首次通过实验证明了量子技术在特定 任务中远超经典方法的能力,完成任务时间从2000万年缩短到15分钟,真正实现了"量子优势"。该成果 发表在新一期的《科学报告》上。 研究的核心问题源于一个普遍存在的挑战:如何高效地了解一个复杂且充满噪声的物理系统。在传统方 法中,科学家需要反复测量系统,通过大量数据来推断其行为特征,比如设备的"噪声指纹"。但对于量 子系统而言,这一过程变得异常困难——不仅因为测量本身会扰动系统,更因为随着系统规模增大,所 需测量次数呈指数级增长,很快就会超出实际可行的范围。 为突破这一瓶颈,丹麦工业大学研究团队尝试引入一种独特的量子资源:纠缠光。量子纠缠是量子力学 中一种奇特现象,两个粒子或光束一旦纠缠,无论相隔多远,对其中一个的测量结果会立即揭示另一个 的状态。利用这一特性,团队设计了一个实验,使用纠缠的光脉冲来探测一个具有共享噪声模式的光学 系统。 实验采用的是标准的光学元件和通信波段的光。团队制备了两束相互纠缠的压缩光,其中一束用于探测 目标系统,另一束作为参考。通过对这两束光进行联合测量,他们能够一次性提取出更多有效信息,显 ...
重大突破,美国高校首次用商用光纤实现量子传输,或迎互联网革命
搜狐财经· 2025-09-16 21:44
核心技术突破 - 宾夕法尼亚大学团队首次通过商用光纤网络和日常IP协议实现量子信号传输 测试在Verizon园区一公里商用光纤上完成 连接两栋建筑的节点设备运行稳定高效[1][3] - 核心突破依赖于紧凑型"Q芯片" 该芯片可协调量子与经典信息 兼容现有网络协议且具备自动纠错功能 传输保真度超过97%[3][4][9] - 量子通信基于量子纠缠原理 实现粒子间强关联性 为量子计算机互联共享资源奠定基础 未来在药物研发和新材料开发领域潜力巨大[3] 技术实现机制 - Q芯片将量子信息与经典数据打包为标准网络数据包 利用现有系统完成路由 经典信号作为"火车头"引导路径 量子信息作为"车厢"受保护[7][9] - 系统通过测量经典信号受环境干扰(如温度变化、震动)的情况 推断并修正量子信号误差 同时保持量子态完整性[9] - 芯片采用硅基材料制造 具备大规模生产可行性 支持通过现有光纤基础设施快速扩展网络规模[9][11] 应用与产业化前景 - 研究成果证明量子信号可通过商用运营光纤传输 并兼容互联网式路由和切换协议 为行业技术发展开辟新路径[6][13] - 当前网络仅连接一台服务器和一个节点 但通过增加芯片部署可快速扩展 推动量子互联网从实验走向实用化[6][11] - 量子网络目前仍面临远距离传输中信号放大而不破坏纠缠状态的挑战 但该突破为未来连接量子处理器提供基础[11][13] 行业影响与评价 - 该突破被类比为20世纪90年代互联网连接高校的转型起点 可能引发全球性技术变革[14] - 研究获得戈登与贝蒂・摩尔基金会、美国海军研究办公室及美国国家科学基金会等多机构资助 凸显其战略价值[14] - 技术兼容现有网络协议和基础设施 显著降低量子互联网部署成本 加速产业化进程[3][6][9]
科学家直接观测到重费米子量子纠缠
科技日报· 2025-08-08 07:34
日本大阪大学和广岛大学科学家合作,首次在铈铑锡(CeRhSn)材料中直接观测到受普朗克时间(量 子力学最小时间单位)调控的重费米子量子纠缠现象。这项发表于《自然》合作期刊《npj量子材料》 的研究,为开发基于固态材料的新型量子计算机开辟了新途径。 最新发现不仅帮科学家进一步深化了对量子纠缠本质以及重费米子之间复杂相互作用的理解,更开辟了 在固态材料中操控量子态,从而构建新型量子计算机的新途径。对这类纠缠态持续开展深入研究,或将 为量子通信、量子计算等领域带来全新解决方案。 重费米子是固体中传导电子与局域磁性电子强相互作用形成的"增重版"电子,其引发的非常规超导等特 性一直是凝聚态物理研究热点。铈铑锡材料具有独特的准笼目晶格结构,以拥有"几何阻挫效应"著称。 几何阻挫效应指某些特定几何结构的物理系统,由于无法同时满足内部所有竞争相互作用,系统无法达 到能量最低的稳定状态,而引发一系列奇异量子现象。 (文章来源:科技日报) 实验发现,在几何阻挫作用下,铈铑锡内电子的有效质量急剧增加,形成重费米子。更惊人的是,在高 温环境下,这些重费米子不再遵守普通金属世界里的规则,而是变为非费米子液体,其寿命更逼近10- 43秒 ...
“推动量子技术在更多产业领域应用”——潍坊学院瞄准“高精尖”发展特色学科
科技日报· 2025-08-06 07:46
对于山东康达永创仪器设备有限公司市场开发部经理戴鹏鹏而言,量子技术"看得见、摸得着"。"精密 传感器是我们的产品之一,但此前一直面临着微弱信号放大的难题。"戴鹏鹏说,潍坊学院量子技术团 队基于数字锁相放大器的微弱信号放大与检测技术展开研发,实现了强噪声背景下对微弱信号的检测突 破,解决了这一难题。 这是潍坊学院量子技术团队创新成果应用的最新案例,也是该校作为地方性高校在学科竞争中实现突围 的一个缩影。近日,科技日报记者走进潍坊学院量子技术团队所在的物理与电子信息学院,了解他们的 创新故事。 拥有大规模实验设施 记者见到潍坊学院物理与电子信息学院院长曹连振时,他带领团队正在攻关山东省联合基金重点项目 ——"基于光子多自由度调控的高维光量子门的实验与应用研究"。此时,实验已进行到关键时刻。提升 量子计算性能、提高量子精密测量精度、增强量子器件效能是团队的三大目标。 当年,中国科学技术大学校友、潍坊学院物理与电子信息学院老院长逯怀新,联系到当时刚学成回国不 久的中国科学技术大学教授潘建伟。在潘建伟的帮助下,潍坊学院的量子技术研究平台逐渐建立起来。 曹连振说,在技术层面,光量子实验室以中国科学技术大学量子团队的指导方 ...
院士担任高峰论坛核心演讲嘉宾,驱动产学研协同创新|邀请
搜狐财经· 2025-07-30 19:58
在科技创新与学术交流深度交融的背景下,高峰论坛特邀中国科学院、中国工程院多位院士担任核心演讲嘉宾。此举旨在以前 沿科研洞见夯实论坛专业性,打通产学研转化路径,为战略产业升级注入科学动能。 两院院士作为中国科技界的领航者,其深度参与大幅提升论坛权威性: 二、学界影响力激活社会动能 院士参与带来的多维价值辐射: 三、战略合作机制的精细化运作 论坛主办方铭培网联合专业机构优化院士参与机制: 四、创新生态的长效价值 院士参与论坛持续释放创新红利: 院士群体的深度参与,使论坛成为国家创新体系的重要节点。随着科研端与产业端协作深化,这种"学术引擎+产业载体"模式将 持续释放创新裂变效应,为中国式现代化建设提供核心驱动力。 铭培网--作为全球高端专家资源平台,致力于汇聚国内外前政界人士、诺贝尔奖得主、经济学家、商业领袖、国学文化学者、军 事顾问及主持人等专业人才,通过组织论坛讲座、企业访问活动和管理咨询等,助力中国经济科技发展。邀请专家进行大会发 言、商务考察、或技术协作。 一、顶尖智脑锚定学术高度 1. 理论前沿性与实践融合:院士演讲内容涵盖基因编辑、人工智能、新材料等国家战略领域的最新突破,同步剖析技术落地 瓶颈与产业 ...
中国科研团队研发出新型量子纠缠光源
环球网资讯· 2025-07-11 15:04
研究成果 - 中山大学物理学院王雪华、刘进教授团队提出全新腔诱导自发双光子辐射方案,实现与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射 [1] - 研发保真度高达99.4%的按需触发式新型微纳量子纠缠光源 [1] - 研究成果于7月9日在《自然》杂志在线发表 [1] 技术突破 - 采用"人造原子"结构实现自发双光子辐射,双光子产生概率从小于0.1%提升到约50% [2] - 设计超高品质光学微腔,在微纳尺度上精细调控光子产生过程 [2] - 突破"光子辐射的二阶量子过程必然远弱于一阶过程"的传统认知 [2] 应用前景 - 量子纠缠在量子计算、量子通信和量子精密测量等多个领域发挥关键作用 [1] - 该技术可提升量子通信安全性、量子计算可靠性、量子计量精度 [2] - 实现按需触发式纠缠光子对源制备 [2]
量子科技行业深度报告:量子科技:超越经典,面向未来
浙商证券· 2025-06-23 19:32
报告行业投资评级 - 看好 [1] 报告的核心观点 - 量子科技包含量子计算、量子通信、量子精密测量三大领域,目前整体处于发展初期,各领域均有一定进展和应用前景,存在投资机会 [3][4][5][6] 根据相关目录分别进行总结 量子计算:面向未来的超级算力 - 量子计算是利用量子力学原理调控量子信息单元的新型计算模式,目的是超越传统计算机,目前各大科技巨头已制定路线图并部分应用 [3] - 量子比特是量子计算基本单元,可处于叠加态,多个量子比特能表示更多状态,量子门用于改变其状态 [16][20] - 量子计算在特定问题上有优势,源于量子并行性、纠缠和干涉,有三类量子算法优于经典算法 [22][23][24] - 量子计算机处于多技术路线探索期,主流为离子阱、超导电路和光子,各有优劣 [27] - 美国在量子计算领域领先,中国位列第一梯队,美国产业链中游与下游领先,中国在中游有技术突破但下游应用生态逊色 [30] - IBM、谷歌等科技巨头绘制了量子计算路线图,部分成果已在生物学、材料学、AI等领域应用 [33][41] 量子通信:保障通信安全 - 量子通信利用量子力学原理操控量子态,能解决信息安全问题,是无条件安全的通信方式,量子密钥分发已迈过商用门槛,量子隐形传态提供未来想象空间 [4] - 量子密钥分发利用量子特性生成密钥,国家已构建量子通信骨干网络 [45] - 量子隐形传态可传输量子态,目前传输能力有限,潘建伟团队等取得了重要进展 [48][50] 量子精密测量:测量进入量子时代 - 量子精密测量利用量子资源实现超越经典的测量精度,是多学科交叉技术,在量子传感器领域应用走向成熟,细分市场规模预计突破十亿美元 [5] - 其基本原理是外界物理量改变微观粒子量子态,通过测量量子态实现对外界物理量的测量 [54] - 发展受多次诺贝尔物理学奖推动,2019年起精密测量进入量子时代,实用化产品是量子传感器 [61][65] - 主要量子传感器技术体系包括冷原子干涉、离子井、金刚石氮空位色心、超导电路、原子蒸汽,各有原理、待测量和应用场景 [66] - 不同物理量的量子传感器成熟度有差异,量子时钟、量子重力仪&梯度计、量子磁力计预计2035年市场规模最大,产业链上游为美、英、德、日企业,中游提供整体解决方案,下游应用于多场景 [71][73] 相关标的 - Quantum Computing Inc.:专注量子信息技术商业化,以“软件平台 + 光子芯片 + 系统集成”为核心,产品涵盖多方面,拓展至多个场景 [78] - D-Wave Quantum Inc.:全球首家将量子计算商业化的平台,围绕量子退火架构构建生态,产品包括量子计算机、云平台等,正拓展高阶计算场景 [79] - IonQ:全球领先的离子阱量子计算公司,构建全栈能力,产品有量子计算机、云平台等,并行推进容错量子计算与量子互联网络布局 [82] - Rigetti Computing:全栈超导量子计算系统提供商,设计制造量子集成电路,产品适用于多场景,正布局容错量子和量子互联技术 [88] - 国盾量子:中国首家“纯量子”上市公司,聚焦量子通信、计算与精密测量,产品包括量子密钥分发设备等,推进关键系统国产替代与广域组网部署 [92] - 科大国创:较早布局量子通信应用平台与系统集成解决方案,产品有组网软件、传感设备等,与国仪量子合作,有望在量子计算领域发挥更大作用 [97] - 华工科技:国内激光与光电子领域龙头企业,构建完整自研体系,主力产品包括光模块、量子点激光器芯片等,与华为共建实验室完善全链条布局 [103] - 腾景科技:国内领先的精密光学元组件制造商,为量子计算和通信系统提供高性能光学基础器件,正转型为中高端精密元件平台化提供商 [110] - 禾信仪器:国内高端质谱与分析检测仪器领域代表性企业,布局扩展至稀释制冷机和高精度离子控制工具,为量子产业链应用打下基础 [115] - 吉大正元:主营密码安全产品与服务,聚焦抗量子密码与量子密钥融合技术,提供量子安全整体解决方案,成为国内后量子密码全栈厂商代表 [122] - 格尔软件:较早布局量子加密通信与量子算法平台,聚焦量子安全应用软件领域,构建量子通信协议栈与应用接口体系,拓展信创与量子安全融合能力 [126]
实验制备高维多光子纠缠态保真度达91%
科技日报· 2025-06-04 07:23
量子非局域性研究突破 - 中国科学技术大学郭光灿团队成功实现高保真度高维多光子纠缠态制备,保真度达91% [1][2] - 首次实验观测到真实高维多体非局域性存在,成果发表于《自然·通讯》 [1][2] - 该研究突破传统二维系统局限,为多粒子高维量子过程提供实验基础 [1] 技术实现路径 - 采用"路径不可区分性"原理,利用光子路径自由度编码三维量子态 [2] - 通过偏振控制实现二维平面路径间高效交换操作,系统稳定性提升 [2] - 成功制备三光子三维GHZ纠缠态,创高维多光子纠缠保真度纪录 [2] 科学价值与应用前景 - 构建新型贝尔不等式检验范式,观测到超越量子比特理论极限的关联 [2] - 填补国际高维多体量子非局域性实验研究空白 [2] - 为量子通信、计算及精密测量领域提供可扩展、抗噪声的技术支撑 [2]
“Q世纪:量子物理百年科普展”在中国科大展出
环球网资讯· 2025-05-09 21:19
量子物理百年科普展 - 展览开幕式在中国科学技术大学举行,是庆祝"量子百年"系列活动的重要组成部分 [1] - 展览分为三大板块:"我们的超导量子计算机"、"量子物理的百年飞跃"、"神奇的量子世界",涵盖薛定谔的猫、量子纠缠等标志性概念 [3] - 展览首次向公众展示"祖冲之二号"超导量子计算机1:1模型,并允许观众通过显微镜观测超导量子芯片核心结构 [5] 展览创新形式 - 策展团队将抽象量子理论转化为可感知的艺术形态,包括"量子音乐实验室"(真实量子实验室声音重组为量子舞曲) [3] - 采用"寰宇全图"技术史地图,以山水笔墨手法展现科技发展视角 [3] - 量子期刊封面墙通过科学理论艺术化呈现,提供观察量子科技变迁的新视角 [3] 中国量子科技进展 - 观众可通过裸眼3D光栅屏沉浸式观察"祖冲之三号",体验中国科学家在超导量子计算领域的最新突破 [5] - 中国科学技术大学等中国科学家对量子力学发展做出重要贡献,为未来量子力学发展开启新可能 [5]