Quantum Research Brief

量子研究内参内参

07/22–07/23· 收录 43· 13 个来源

2026年07月22日至07月23日量子周报

—— Infleqtion将部署首台容错中性原子量子计算机

02硬件

硬件前沿

中性原子

  • Infleqtion部署容错中性原子量子计算机:公司宣布在伊利诺伊州芝加哥量子创新中心部署容错中性原子量子计算机,并新开设芝加哥量子创新中心[2]。这是首次有公司公开承诺部署容错级中性原子系统,其容错方案的具体指标(如逻辑比特数、错误率)尚未披露,但此举将中性原子路线从学术演示推向商用部署。
  • QuEra验证量子热力学采样:利用78位点中性原子系统模拟氮掺杂石墨烯,提取热力学性质,并与经典计算吻合[34]。该工作验证了中性原子在材料热力学模拟中的可行性,但78位点规模(对标SOTA阵列规模1180比特)仍较小,距离实用化材料模拟所需的数百逻辑比特仍有差距。
  • SAXON Q发布室温金刚石量子计算机:德国初创公司SAXON Q推出SXQ128(128量子比特)和SXQ512(512量子比特),基于NV色心,室温运行[28]。这是首款超过10物理比特的室温金刚石量子处理器,但NV色心路线的双比特门保真度公开数据有限,远低于超导/离子阱的99.9%水平,且相干时间受室温限制,容错计算前景不明。
  • Photon Queue获400万美元种子轮:UIUC衍生公司Photon Queue完成400万美元超额认购种子轮,用于商业化室温量子存储器[29]。室温量子存储器是构建量子网络的关键组件,但该技术仍处于早期,存储时间和保真度尚未达到网络应用要求。

光子

  • PsiQuantum获DARPA 1.25亿美元扩展协议:PsiQuantum与DARPA签署价值1.25亿美元的性能导向协议,用于验证其规模化光量子计算机[5][17]。这是PsiQuantum迄今最大的政府合同,表明DARPA对其路线图的信心。但光量子路线仍需解决端到端损耗预算问题(SOTA双比特融合保真度99.22%为条件值),距离实用化还有距离。

超导

  • Maybell Quantum向新墨西哥州部署稀释制冷机:Maybell Quantum将在Roadrunner Quantum Lab部署四台稀释制冷机,提供毫开尔文温度环境[30]。这支持了超导量子计算的基础设施需求,但本身不构成硬件突破。

混合/其他

  • Hitachi、Intel与AIST合作硅量子处理器:Hitachi获NEDO项目资助,与Intel、AIST合作将硅自旋量子比特从学术演示推向工业化制造[6]。硅自旋路线双比特门保真度已达99.99%(SQC 2025),但规模仅约12比特,工业化制造是扩展的关键瓶颈。
03算法

算法与软件

量子纠错

  • Shor算法表面码实现推导控制器-解码器系统需求:发表在《Quantum》上的工作通过实现Shor算法推导了表面码下控制器与解码器的系统需求[37]。这为未来容错量子计算机的硬件-软件协同设计提供了定量依据。
  • Rice大学加入DOE量子科学中心研究QEC:Rice大学加入DOE量子科学中心,专注于量子纠错研究[43]。QEC是通往容错计算的核心,但该合作属于长期基础研究,短期无直接成果。

量子算法与理论

  • 量子几何框架帮助量子AI记忆:新框架利用量子几何帮助量子AI系统记住所学内容[13]。该工作试图解决量子机器学习中的灾难性遗忘问题,但尚未在真实硬件上验证。
  • 最优T门数量用于量子态制备:发表在《Quantum》上的工作给出了近似任意n量子比特态所需T门数量的最优渐近标度[39]。这对容错量子计算中的资源估计有重要意义。
  • Clifford交换子完整理论:发表在《Quantum》上的论文给出了Clifford群的交换子完整理论[36]。Clifford群是量子纠错和随机基准测试的基础,该理论工作深化了对其结构的理解。
  • 非交换多项式优化问题:发表在《Quantum》上的论文研究了带微分约束的非交换多项式优化[38]。该工作扩展了量子优化理论。
04产业

产业与生态

融资与合同

  • Taiyi Quantum融资4200万美元:上海初创公司Taiyi Quantum完成4200万美元融资,用于推进中性原子量子计算[11]。这是中国中性原子路线的重要融资事件,但技术细节未公开。
  • PsiQuantum 1.25亿美元DARPA协议:见硬件前沿。
  • Photon Queue 400万美元种子轮:见硬件前沿。
  • Galaxy Digital承诺500万美元用于比特币量子就绪:Galaxy Digital启动比特币量子就绪计划,资助抗量子签名和迁移工具开发[19]。这标志着金融业开始正视量子威胁,但500万美元规模较小,实际影响有限。

合作与项目

  • Infleqtion获三项DOE Genesis Mission项目:Infleqtion获得三项DOE项目,用于量子计算和传感研究[3][12]。Genesis Mission是DOE加速AI驱动科学发现的新计划,量子计算被列为关键支撑技术。
  • QPerfect与斯特拉斯堡大学合作:QPerfect将为法国首个公共中性原子量子计算平台aQCess提供数字孪生模拟,该平台目标超过400个镱原子[14][20]。数字孪生有助于优化硬件设计,但平台本身尚未建成。
  • Quantinuum与SoftBank发布联合白皮书:白皮书将量子化学和图分析工作负载映射到Quantinuum硬件路线图[27]。这为产业用户提供了何时可获得量子优势的时间表参考。
  • Keyfactor扩展后量子密码学合作伙伴计划:Keyfactor扩大全球合作伙伴计划,设立后量子密码学卓越中心[15][21]。这有助于企业为PQC迁移做准备。

政策与生态

  • DOE投资Fermilab项目加速AI科学发现:DOE投资Fermilab项目,利用AI加速科学发现,量子计算是其中一部分[1]
  • 美国承诺50亿美元用于政府支持的AI科学研究:白宫高级科学顾问在国会面临研究经费削减质询[7]。该资金可能间接惠及量子计算。
  • QOMPASS联盟呼吁建立欧洲量子计划:QOMPASS联盟发布立场文件,呼吁建立专门的欧洲量子计划,并设立独立预算[32]。这反映了欧洲对当前协调模式不足的担忧。
  • 上海初创公司WAIC展示数据中心就绪量子计算机:上海一家初创公司在WAIC 2026上展示了数据中心就绪的量子计算机[42]。具体技术路线和指标未披露。
05学术

学术前沿

  • SAXON Q发布室温金刚石量子计算机:SXQ128和SXQ512基于NV色心,室温运行[28]。这是首次有公司提供超过10物理比特的室温金刚石量子处理器,但NV色心的双比特门保真度远低于SOTA(超导/离子阱>99.9%),且室温下相干时间有限,距离容错计算仍有很大差距。
  • 纠缠光子增强红外光谱信号21.8倍:新型扫描less量子傅里叶变换红外光谱技术利用纠缠光子将信号增强21.8倍[31]。这是量子传感在光谱学中的显著进步,但该技术目前仅限于实验室演示。
  • 固定点算术对CV-QKD解码的影响:研究揭示了固定点算术对高速LDPC解码在连续变量量子密钥分发中的影响[33]。这为CV-QKD系统的实际实现提供了工程指导。
  • Shor算法表面码实现推导系统需求:见算法与软件。
  • 量子态制备最优T门数量:见算法与软件。
  • Clifford交换子完整理论:见算法与软件。
06影响

本周影响

  1. 中性原子路线加速商用化:Infleqtion的部署计划和QuEra的热力学采样验证表明,中性原子正在从学术原型走向实际应用。下一步值得关注的是Infleqtion容错系统的具体性能指标(逻辑错误率、重复率)以及QuEra能否将热力学采样扩展到更大系统。
  2. 光量子路线获政府强力背书:PsiQuantum的1.25亿美元DARPA协议是光量子路线迄今最大的政府投资,表明美国国防部对该路线的信心。但光量子仍需解决端到端损耗问题,否则难以兑现承诺。
  3. 硅量子路线获工业级投资:Hitachi、Intel和AIST的合作将硅自旋量子比特推向工业化制造,这是该路线从学术演示迈向大规模生产的关键一步。硅自旋的F₂Q已达99.99%,但规模扩展仍是最大挑战。
  4. 后量子密码学准备加速:Keyfactor的PQC合作伙伴计划和Galaxy Digital的比特币量子就绪计划表明,产业界开始认真对待量子威胁。但当前投入规模仍较小,实际迁移可能需要更大资金。
  5. 欧洲量子战略面临调整:QOMPASS联盟呼吁建立独立预算的欧洲量子计划,反映了欧洲在量子竞赛中落后于美中的焦虑。下一步需关注欧盟是否会在未来预算中增加量子专项拨款。
07编辑

编辑点评

本周最引人注目的趋势是中性原子路线的集体爆发。Infleqtion宣布部署容错系统、QuEra验证热力学采样、Taiyi Quantum融资4200万美元——三条独立消息在同一天出现,标志着中性原子已从单一学术方向转变为多玩家竞争的产业赛道。然而,中性原子的短板(重复率低、中路测量误差)仍未解决,QuEra的96逻辑比特演示虽领先,但实际应用仍需将重复率从1-10 Hz提升至kHz级别。

另一方面,光量子路线通过DARPA合同获得强力背书,但1.25亿美元能否解决端到端损耗问题仍是未知数。硅自旋路线获得工业级支持,但规模扩展的物理挑战依然巨大。总体而言,量子计算正从“哪个路线最好”的争论进入“哪个路线能最先跨过实用化门槛”的竞争阶段,而答案可能在2027-2028年初步显现。