2024年7月量子新聞

英國公司 Oxford Ionics 開發出以離子阱技術為基礎的高性能量子運算晶片，將性能提高了一倍以上，在沒有使用錯誤校正技術的情況下，其雙量子位元閘和單量子位元閘的保真度，就可以分別達到 99.97% 和 99.9992%，創下了業界新紀錄。此次技術突破的核心，是其專利電子量子位元控制系統，他們將所有必要控制元件整合到一個模組，做成可利用現有設施和製程大規模生產的矽晶片中，被視為量子運算技術走向商業化的重要里程碑。

雖然量子電腦通常在低溫環境（接近攝氏零下 273.15 度，熱力學的最低溫度）下運作，其相關電子元件在運行時產生的熱能，仍會影響量子位元特性，而大多數傳統冷卻解決方案，在此低溫環境下往往無法有效發揮。瑞士洛桑聯邦理工學院的研究團隊，開發出一種 2D 量子冷卻系統，可將熱量轉換為電壓，使溫度能維持在極低的 100 mK（攝氏零下 273.05 度），在量子系統所需的低磁場和超低溫下運行時，實現了高效能且轉換效率與當前室溫冷卻技術相同，另外，此冷卻系統是由現成的電子元件製成，容易新增到其他量子電腦中。

由德國漢諾威萊布尼茨大學、聯邦物理技術研究院及斯圖加特大學組成的研究團隊，首次在兩個城市間的量子通信實驗中，使用了人造原子——量子點作為單光子源。從漢諾威透過量子點設備發射單光子，控制其偏振並將其發送到布藍茲維進行成功的量子糾纏測量，這個過程正是量子金鑰分發的基礎，在距離 79 公里的光纖線路中，成功實現了高安全密鑰傳輸，在下薩克森邦建立了第一條量子通訊鏈路。

量子點雷射 (Quantum Dot Lasers) 在數據中心和量子通訊領域有非常廣泛的應用，韓國 ETRI 電子通信研究院的研究團隊，利用金屬有機化學氣相沉積 (MOCVD) 系統，成功開發出適用於光通訊波段的銦砷╱砷化鎵 (InAs/GaAs) 量子點雷射二極體，且能大規模量產，生產成本僅需傳統技術的六分之一，可望讓量子點雷射的應用更為普及。

據《富比士》報導指出，為確保國家競爭優勢，全球大國在量子運算技術上已投資超過 550 億美元，當中最大手筆的是中國投資 150 億美元。隨著量子電腦和量子運算技術將於幾年後進入商業化時代，專家認為量子霸權首先在四類「原生」量子問題上實現：（一）模擬物理化學反應以發現創新材料、新蛋白質和未來藥物；（二）優化複雜系統以改善流程管理或複雜系統的設計和工程；（三）產生合成資料來訓練 AI 模型；（四）密碼學。

微軟 Azure Quantum 開發套件 (QDK)，開始支援結合古典運算和量子運算的混合量子程式，以便充分利用各自的運算優勢，提升量子計算效率並適用更廣泛的領域。目前只有如 Quantinuum 等特定供應商，才支援整合混合量子運算功能，在Azure平台上開發者需要將程式提交到支援的硬體才能成功使用該功能，不過正式提交程式之前，開發者可以使用模擬器進行測試和除錯。