2024年9月全球量子科技十大突破：微软、IBM、波音等巨头齐发力

2024年9月全球量子科技十大突破：微软、IBM、波音等巨头齐发力

量子科技是21世纪最具革命性的科技领域之一，它的发展将深刻改变人类社会的方方面面。从量子计算到量子通信，从量子传感到量子药物开发，全球科技巨头和研究机构都在积极布局这一前沿领域。本文将为您盘点2024年9月份全球量子科技领域的重大进展。

微软在量子计算领域取得突破性进展

今年4月，微软与量子计算公司Quantinuum宣布，合作利用30个物理量子位元建立了4个逻辑量子位元。近日，这一合作又取得了重大进展。微软将改进的Azure Quantum量子位元虚拟化系统部署至升级的Quantinuum H2离子阱量子电脑，成功利用56个物理量子位元建立了12个高度可靠的逻辑量子位元，创造了纠缠逻辑量子位元数量和保真度的新纪录。

此外，微软还在第一端到端工作流程中成功完成化学模拟，结合高效能运算（HPC）、逻辑量子位元计算、AI模型，来预测特定催化剂问题的基态能量。微软还宣布，将与打造中性原子量子电脑的Atom Computing合作建置量子超级电脑。

IBM建成全球最大量子数据中心

IBM宣布，位于纽约州的量子数据中心打造完成，这是全球单个地点拥有最多可用公用设施规模量子电脑的数据中心，将通过云端服务形式提供给第三方单位使用。其中新搭载的量子电脑采用156量子位元的Quantum Heron处理器，比前一代系统效能提高16倍、速度增加25倍。

imec在硅基量子位元制造方面取得突破

比利时微电子研究中心（imec）上个月宣布，取得硅基量子位元史上最低的平均电荷噪声，其研究成果近日已在《Nature》期刊上发表，展示了制造超导量子位元的新方法。研究团队采用12吋CMOS兼容的制程来制造约瑟夫森接面（Josephson junctions），这是超导量子位元的关键组件，检测结果显示，其功能量子位元生产良率为98.25%，弛豫（relaxation）和相干（coherence）时间超过100微秒，证明了利用工业级半导体制造技术可大规模生产高性能量子位元。

波音计划发射量子通信卫星

相较于地面的光纤网络，若能够以太空中的卫星作为量子通信的中继站，将更有机会进行长距离量子信息传输。波音公司宣布将在2026年发射一颗微波炉大小的量子通信卫星，在太空中进行量子纠缠交换的实验，目标是在低地球轨道上展示量子纠缠交换的可行性，以测试建立全球量子网络所需的关健技术。若成功实现，未来将能建立一个连接更先进的量子传感器和量子电脑的全球网络，有潜力大幅提高各种应用的精确度和安全性。

量子计算与后量子密码学的区别

关于量子电脑和后量子密码学（Post-Quantum Cryptography, PQC）的常见问题，美国国家标准暨技术研究院（NIST）指出，「后量子密码学」和「量子密码学」虽然名称相似，也都被视作应对量子电脑网络攻击的潜在解决方案，但两者的原理截然不同。后量子密码学旨在应对量子电脑带来的潜在网络攻击威胁，其基础是椭圆曲线等可追溯至古希腊时期的古老数学方法。而量子密码学则是基于20世纪诞生的量子物理学，利用量子力学违反直觉的特性来实现新型安全加密技术。

韩国成立量子信息标准组织

韩国政府为培育量子信息科技（Quantum Information Technology）生态系统，并为即将到来的全球标准化讨论做好准备，成立了量子信息科技国际信息标准化组织——「量子工业标准协会（Quantum Industrial Standard Association, QuINSA）」，目标为量子通信（quantum communication）、量子计算（quantum computing）和量子传感（quantum sensing）等特定技术制定国际标准，并将监测与分析国内外量子信息科技标准化趋势，识别和促进案例研究与产业应用，以及与其他国际标准化机构合作。

量子药物开发前景广阔

量子药物开发（Quantum Drug Discovery and Development）是指利用量子计算、量子传感器等量子技术与原理来加速药物开发，被专家列为能在未来2～4年对社会产生重大影响的新兴技术。例如：量子传感器可精准测量药物分子的特性，有助于了解药物的分子结构与功效；量子计算能快速计算复杂分子的行为与交互作用，可帮助科学家设计与优化药物候选物。

本文原文来自台湾大学量子科技研究中心