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量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点

这是第33期“量子快报”，欢迎您持续关注~

科研成果

利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点

规范理论和热化作用是现代量子技术的重要研究领域之一。原子量子模拟器为研究规范理论中的热化作用提供了有效工具，量子热化可以实现量子相变。然而，由于缺乏局部操纵和检测物质规范场的技术，准确确定临界点和可控地探索热化动力学仍具挑战。

量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
近日，中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队与兰州大学合作，在光学晶格中填充了具有上下交替自旋的基态原子，这些原子类似于反铁磁性的量子临界态。然后跟踪观察系统的热化过程，准确地确定了量子临界点，研制的超冷原子量子模拟器能够有效定量量子相变过程，是研究量规理论和非平衡动力学的强大平台。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.050401 

电流比值超20，高质量超导纳米线

现代信息技术的快速发展，离不开新材料和新器件的发现。超导电子器件利用极端的手段获得极端的性能，极大推动了天文观测、量子信息、生物检测和军事国防等应用领域的发展。

量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
近日，南京大学吴培亨院士、张蜡宝教授团队提出了一种制备过渡金属硫属族化合物纳米线的普适策略，通过拓扑化学转化原理成功制备出高质量超导纳米线，其超导电流和回滞电流的比值超过20。这项工作为研制新型超导纳米线单光子探测器和相关超导器件提供了新选择。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39997-y 
报道链接：

https://www.nju.edu.cn/info/1067/335641.htm 

量子计量精度原子数和编码时间首次同时恢复到理想标度

量子精密测量是探索利用微观系统的量子效应作为资源实现超越经典测量精度极限的新兴科学，它为未来变革性频标系统、弱场探测、导航定位和雷达成像等技术从基础原理角度提供了新的突破口。然而噪声引起的退相干效应会使量子优势消失，从而限制了量子计量技术的应用，这被称为噪声量子计量学的止步定理。如何在现实噪声条件下克服该定理是实现超越经典极限的高精度测量的关键科学问题。
量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
近日，兰州大学安钧鸿教授团队提出了一种基于Floquet工程方法克服止步定理的方案。该方案通过对原子干涉仪的原子进行周期性驱动，在其频率测量的精度将恢复到理想的t2标度关系的同时，还允许精度随着原子数N的关系恢复到理想的海森堡极限标度N2。这一研究首次同时恢复了噪声量子计量精度随原子数和编码时间的标度优势，为克服噪声量子计量止步定理的影响进而实现高精度测量提供了一条有效的途径。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.050801 

实现非厄米声学系统中不同宇称-时间对称相的转变

宇称-时间对称性是指在空间反演和时间反演算符联合作用下保持对称的性质，而反宇称-时间对称性则是指系统在宇称-时间联合算符作用下保持反对称的性质。相关理论揭示了新颖的量子物态, 促进了光学、声学等经典波动场调控技术的发展。然而，如何实现声学反宇称-时间对称相态并观测不同宇称-时间对称相下声拓扑态的能量局域特性仍然是亟待解决的关键问题。
量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
近日，南京大学刘晓峻教授、程营教授团队将增益和损耗非厄米因子引入到声学Su-Schrieffer-Heeger模型中。通过理论推导，发现非厄米因子的强度可以调控系统的宇称-时间对称性。该工作首次将声学拓扑效应研究扩展至反宇称-时间对称相态，成功实现了非厄米声学系统中不同宇称-时间对称相之间的转变。这为结合非厄米特性和拓扑效应的声场调控理论及其在高灵敏度声传感、高强度定向声辐射等领域应用提供了新的思路。
论文链接：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.066601 
报道链接：

https://www.nju.edu.cn/info/1067/336121.htm 

量子计算机首次识别出单个核苷酸

对经典计算机来说，基因组分析仍是一大挑战。因量子计算机存储信息的单位是量子比特，量子比特具有可同时处于0和1的叠加态等量子特性，量子计算机的计算速度相比传统计算机能获得指数级提升。
量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
近日，大阪大学科学与工业研究所团队使用量子计算机，将单磷酸腺苷核苷酸与其他3种核苷酸分子区分开来，他们仅从单个分子的测量数据中就可检测出单磷酸腺苷核苷酸，因为其电流/时间输出不同于其他3个核苷酸。这是量子计算机首次应用于单分子测量，证明了其在基因组分析中大有潜力。这项研究有望使超快速基因组分析在药物发现、癌症诊断和传染病研究等领域大显身手。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.3c02918?goto=supporting-info 

行业资讯

日本成功发射量子密码学光通信设备

近日，日本卫星运营商Sky Perfect JSAT 宣布，在“量子加密光通信设备的研究与开发”项目中建造的量子加密光通信设备成功发射。该公司同时表示，在将光通信装置放置在国际空间站外后，将开始进行太空与地面之间的演示实验，构建不受窃听或解密威胁的卫星通信网络。
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来源：
https://www.skyperfectjsat.space/en/news/detail/notice_of_successful_launch_of_the_quantum_cryptography_optical_communication_device.html

克利夫兰医学中心：已利用IBM量子计算机开展九项医疗项目研究

近日，美国克利夫兰医学中心宣布，自其与IBM合作成为世界首家安装量子计算机的卫生系统机构以来，已启动了九项量子研究计划，以探索量子计算如何优化医疗保健领域。克利夫兰医学中心是世界最著名医疗机构之一，机构集合医疗、研究和教育三位一体，提供专业医疗和最新治疗方案的非营利性机构。
来源：

https://www.beckershospitalreview.com/healthcare-information-technology/how-cleveland-clinic-is-making-quantum-computing-a-reality.html 

宝马、空客和 Quantinuum 合作，用量子计算推动燃料电池革新

近日，空中客车、宝马集团以及美国量子技术公司Quantinuum联手开发了一种混合量子经典工作流程，通过量子计算解决相关的工业挑战，特别是对燃料电池中催化剂的化学反应的研究，可提高燃料电池性能并降低生产成本。

量子快报 | 中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授团队：利用超冷原子量子模拟器精确测定量子临界点
来源：

https://www.quantinuum.com/news/bmw-group-airbus-and-quantinuum-collaborate-to-fast-track-sustainable-mobility-research-using-cutting-edge-quantum-computers

量子前沿特邀编辑

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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