据中国激光杂志网，于2023年02月03日报道， 单光子源在量子信息领域起着至关重要的作用。高亮度和不可分辨的单光子源是集成量子信息芯片至关重要的零件。然而，很多单光子源（如半导体量子点）都受到声子散射和光谱扩散的影响，这会在温度升高时进一步造成谱线非均匀性展宽，从而大大降低了单光子的不可分辨性，阻碍了单光子源在室温下的实际应用和操作。此外，现有的减少展宽的研究通常依赖于外部参数控制。到目前为止，还没有任何研究探索从本质上利用拓扑性质来保护和优化单光子发射特性。
清华大学熊启华教授团队和北京量子信息科学研究院等合作团队提出了一种提高单光子发射不可分辨性的理论模型。该模型是由量子点（二能级系统）组成的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）一维链式结构，通过调控量子点之间的跃迁强度，可以使系统在拓扑平庸态和非平庸态之间发生相变，收集来自边缘处量子点发射的光子进行研究。当系统处于拓扑非平庸态时，相比于单个量子点和处于拓扑平庸态的链式结构，可以观测到发射谱线展宽的显著降低。相关成果发表于npj Quantum Information。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41534-024-00807-y
首次证明二维离子晶体可用于量子信息处理
离子阱系统是量子信息研究的热门领域之一，拥有相干时间长、量子门保真度高等优点，被广泛用于量子计算与量子模拟领域。目前绝大多数离子阱量子信息处理都在一维离子链上完成，而二维离子晶体可大幅提升离子阱系统的可拓展性，并可用于探索二维量子物理，因而在过去十年国内外研究组多次尝试将离子阱拓展到二维，但是受限于微振动等问题一直未能实现。
清华大学金奇奂教授团队进行的一项新研究首次证明了二维离子晶体可用于量子信息处理。这项研究基于团队自研的离子阱芯片囚禁二维离子晶体，并通过电磁诱导透明将镱离子（171Yb+）冷却到声子数小于 1，随后在由 4 、7 、10 个离子组成的二维离子晶体上进行了量子模拟实验，通过绝热地降低横向磁场强度成功制备了伊辛（Ising）模型的基态。相关成果发表于Nature Physics。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-023-02378-9
光子磁通量辅助的直接耦合方案构造反PT对称
宇称-时间对称(Parity-time symmetry, PT)是量子力学和非厄米物理中的基本概念，用于描述一类哈密顿量在宇称-时间对称操作下不变的非厄米系统。与PT对称相对应，近年来反宇称-时间对称(Anti-parity-time symmetry, Anti-PT)系统的研究也开始兴起。早期关于反PT对称的研究主要集中于热学、电路和冷原子体系，直到最近人们才在光学系统中采用光学非线性或间接耗散耦合实现反PT对称；然而这两种方案均依赖复杂的辅助波导/微腔等组件的设计。此外，光学体系的本征频率也难以调谐，为反PT对称系统的构建带来了挑战。
华中科技大学王兵教授、陆培祥教授团队提出了一种光子磁通量辅助的直接耦合方案构造反PT对称。在这项研究中，团队成员利用了等效磁场的基本效应，通过设计光子的周期晶格结构可将动量平移转化为光子本征模式的频率调谐，从而满足了构造反PT对称的频率调谐条件；此外，通过引入耦合波导作为辐射通道，利用多模式的通道干涉效应实现耗散耦合，从而构建反PT对称系统。这项研究不仅揭示了光子规范场和反PT对称之间的关联，还为操控光子的通道隧穿提供了新的物理机制，为开发片上集成光开关、光路由和光放大器件奠定了物理基础。相关成果发表于Laser & Photonics Reviews。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.202300458
首次理论上阐释偶然束缚态物理机制
束缚态是指开式系统中空间上零辐射、时间上零衰减模态。量子力学中也有类似概念，在声学、水波动力学、量子力学、应用数学等领域具有重要理论研究价值。根据束缚态在频率与系统几何构成的参数空间中呈连续或离散分布，可将其分为寻常束缚态与偶然束缚态。算子分裂–变分法理论在处理寻常束缚态时取得了巨大成功，但不适用于偶然束缚态。此前，已有研究揭示偶然束缚态与特征值轨迹“避免相交”具有关联，此后，避免相交一直被理解或猜测为偶然束缚态的物理机制。
上海交通大学戴习文副教授团队提出了“分析束缚态特征函数波散射”的新思路：将特征函数分解为波导模态，进而分析波导模态如何同时满足束缚态的特征条件与零辐射条件。该研究成果首次基于严格理论分析，澄清了偶然束缚态的真正机制，否定了“避免相交是偶然束缚态物理机制”这一猜测；建立了可解释不同类型束缚态的统一理论框架和机理认识。相关成果发表于Journal of Fluid Mechanics。
论文链接：https://doi.org/10.1017/jfm.2023.1072
行业资讯
工信部等七部门发文，布局推动量子领域技术新突破
工业和信息化部联合教育部、科学技术部、交通运输部、文化和旅游部、国务院国有资产监督管理委员会、中国科学院七部门发布了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，前瞻性布局量子和人工智能等先进产业。意见指出，在未来产业全面布局上，推动下一代量子信息等技术产业化，加快量子、光子等领域技术创新突破；在打造国家未来标志性产品方面，推动量子软件、量子云平台协同布置，发挥量子计算的优越性等内容。
来源：https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcwj/wjfb/yj/art/2024/art_ad15b0f08a714fd8888c0e31468b8c54.html
德法荷瑞四国联合发布QKD技术立场报告，加快后量子加密技术发展
德国联邦信息安全办公室与法国、荷兰和瑞典的政府机构联合发布了一份关于量子密钥分发的立场文件。该报告分析了量子密钥分发技术(QKD)的局限性和挑战，意在帮助人们对量子密钥分发的使用做出明智的判断。该文件称，由于量子密钥分发技术目前还不够成熟，需要尽快停止仅依赖易受量子攻击的现有公钥加密技术并建立新的密钥体系，其认为各国目前的优先事项应是加快后量子加密技术发展。
来源：https://www.bsi.bund.de/DE/Service-Navi/Presse/Pressemitteilungen/Presse2024/240126_QKD-Positionspapier.html
IQM与OpenOcean等机构联手发布《2024年全球量子状态报告》
欧洲量子计算机领军企业IQM Quantum Computers与欧洲顶级风投公司OpenOcean、科技投资企业Lakestar和量子行业媒体TQI共同发布了《2024年量子状态报告》。该报告指出，尽管全球经济整体下滑，但量子计算领域展现出了较强的抗压性，并在各国政府的大力支持及持续的产业投资下得到了进一步发展。
来源：https://www.meetiqm.com/resources/press-releases/openocean-iqm-lakestar-state-of-quantum-2024/
量子产业扩张，ORCA Computing和Infleqtion分别购入光子产业
近日，量子计算公司ORCA Computing和国际量子信息公司Infleqtion分别宣布收购GXC公司的集成光子部门和硅光子公司SiNoptiq和Morton Photonics。
ORCA表示，该部门已经向美国的顶级商业企业和政府实体提供了先进的光子解决方案，此次收购将使其在提供强大且可扩展的量子计算机的全球竞赛中占据领先地位。
Infleqtion公司表示，这些收购使其能够加快激光器、光子和原子系统的芯片级集成，这对于传感器和量子计算机等量子产品的商业化以及加强整个量子供应链至关重要。
来源：https://orcacomputing.com/orca-computing-leaps-forward-in-quantum-computing-race-with-acquisition/
https://www.infleqtion.com/news/infleqtion-fuels-2024-execution-with-strategic-leadership-moves
