全球量子科技与工业快讯第二十六期

来源：ORNL Quantum Computing Institute ｜ 转译编写：求是量子

英国初创Arqit公司将于2023年开始用卫星发送量子密钥

英国初创公司Arqit正准备在短短两年内用卫星向全球提供牢不可破的量子加密密钥。Arqit公司最近宣布与美国国防巨头诺斯罗普·格鲁曼公司和英国电信巨头BT公司合作，计划在2023年从英国康沃尔太空港发射两颗用于量子密钥分发的卫星，并搭载维珍轨道公司的LauncherOne。

Arqit董事长兼创始人大卫•威廉姆斯说:“光纤的问题在于，在大约300公里(186英里)以上的速度下，一些量子信息可能以不到每秒1比特的速度传输。而在一个每秒谈论兆比特或千兆比特的世界里，这不是一个实用的产品。为了在全球范围内进行量子密钥分配，唯一的解决方案就是使用卫星。”此前，我们曾报道过G7对于Arqit量子卫星计划的支持，详情请参考《全球量子科技与工业快讯第二十四期》。

QC Ware在Forge上发布量子线性代数API

QC Ware 是一家领先的量子计算软件和服务公司，最近该公司宣布为量子即服务平台 Forge 提供新功能。 Forge 专为数据科学家和量子工程师设计，现在将提供线性代数 API 和数据加载器电路，可用作量子算法的构建模块。

QC Ware Forge 与 Amazon Braket 集成，以提供对 D-Wave 系统、Rigetti Computing 和 IonQ 硬件的硬件访问。 Forge 现在还与 IBM Quantum 硬件集成。 希望在 IBM 硬件上执行的用户需要携带自己的 IBM 凭证并将其导入 Forge。

Seeqc通过与Riverlane的合作成功展示世界首个突破将量子计算置于芯片上的操作系统

多亏了来自剑桥的量子专家Riverlane与纽约和伦敦的数字量子公司Seeqc的合作，第一个量子操作系统现在可以在芯片上使用。Seeqc 正在为全球企业开发第一个全数字量子计算平台。 Seeqc 位于纽约埃尔姆斯福德，在英国伦敦和意大利那不勒斯设有工厂，通过数字读出和控制技术以及独特的芯片级架构应用经典和量子技术。

总部位于剑桥的Riverlane正领导着一个由政府拨款760万英镑资助的财团，该财团的任务是建造一个量子操作系统。去年年底它宣布了世界上第一个量子操作系统Deltaflow.OS的初始版本。Seeqc通过与Riverlane的合作首次成功展示了可扩展的量子计算机，其特点是量子操作系统运行在独特的芯片级集成量子计算架构上。从本质上讲，这是将Deltaflow操作系统植入到了芯片中。

量子软件的发展仍处于起步阶段，类似VHDL的设计方法是未来的通路？

最近有一场竞赛正在进行，既有老牌巨头，也有资金雄厚的新来者。IBM、英特尔(Intel)、谷歌、霍尼韦尔(Honeywell)、Xanadu、IonQ、Rigetti和阿里巴巴(Alibaba)等公司都在竞相打造更强大的量子计算机。他们这样做似乎是有充分理由的。从网络安全到金融，从供应链到制药，从国防到天气预报，量子计算有望对众多领域产生巨大影响。

而与硬件一样重要的是，软件在推动量子革命方面也至关重要。然而，如今量子软件的发展还处于起步阶段。量子编程语言，如微软的Q#、IBM的Qiskit或谷歌的Cirq，主要是在门或构建模块级别上操作。如果所需的构建模块尚未实现，用户需要指定量子比特和量子门之间互连的确切顺序。

Classiq的联合创始人兼首席技术官Yehuda Naveh博士相信未来将开始看到类似超高速集成电路硬件描述语言(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language, VHDL) 的方法应用于量子计算。 虽然量子的语言结构可能与电子设计的语言结构有很大不同，但这种“量子算法设计”的概念是相同的——专注于意图并且让复杂的计算机程序将其翻译成量子比特和门。 因为存在太多好的VHDL历史，所以可以从中收集见解，我预计VHDL在量子领域的等价物会发展得更快，不确定性也更少。

量子模拟中的纠缠哈密顿断层扫描使得测量纠缠变得更容易

研究人员已经开发出一种方法，使以前难以获得的量子系统的性质可以测量。在量子模拟器中确定量子态的新方法减少了必要的测量次数，使量子模拟器的工作效率更高。

量子模拟器能够处理大量信息，因为它们在量子力学上叠加了大量的位状态。然而，由于这个原因，从量子模拟器中读取这些信息也很困难。为了能够重建量子态，需要进行大量的单独测量。用于读出量子模拟器量子态的方法称为量子态断层扫描。来自量子场论的见解使量子态断层扫描更加有效，即以显着更少的测量来执行。基于此，因斯布鲁克的研究人员开发了一种测量协议，通过该协议，量子态的断层扫描成为可能，同时大大减少了测量次数。同时，新方法可以获得对量子态结构的新见解。物理学家使用来自因斯布鲁克研究小组的离子阱量子模拟器的实验数据测试了新方法。在这个过程中，现在能够测量以前在这种质量中无法观察到的量子态的特性。

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