AP量子快报（173）| 中国科学技术大学郭光灿院士团队韩正甫、陈巍等：实现量子安全定位

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这是第173期“AP量子快报”，欢迎持续关注！

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摘要

• 中国科学技术大学实现量子安全定位

• 香港理工大学与哈尔滨工业大学（深圳）实现多功能量子光接入网络

• 西安交通大学提出拓扑扭结及拓扑链环结构的量子调控新途径

• 中国科学院物理研究所理论给出量子自旋液体候选材料判别谱学依据

• 希腊与塞浦路斯建成首条量子安全卫星数据链路

• 丹麦哥本哈根建设5300平方米量子芯片制造设施

• 澳大利亚悉尼数据中心将部署8台量子比特硅基量子计算机

• 美国IBM公司发布量子处理器，每秒可执行超10万条量子电路

位置信息是支撑人类活动的基本要素之一。对目标的真实位置进行可靠验证，从而赋予位置信息以身份认证和安全凭证等新功能。中国科学技术大学郭光灿院士团队韩正甫、陈巍、银振强、王双等与广东工业大学秦玉文-付松年团队合作，发展了面向实际实验条件的量子安全定位理论协议，并在此基础上首次实现了完整的实验验证。团队首先设计了基于弱相干态的安全协议，显著提升了实际系统的损耗容忍能力。针对量子态制备中的误码问题，团队进一步设计了基于微组装环分器的Sagnac量子态制备方案，将量子比特误码率降低至0.27%。另一方面，受相对论时空关系约束，系统响应延迟直接关系到量子安全定位的精度。为进一步降低延迟，团队发展了多波长强度编码、空芯光纤低时延传输和高速随机逻辑函数处理等关键技术，将系统整体延迟压缩至百纳秒量级，实现了优于75 m的定位精度，达到单栋建筑物的空间尺度。相关成果发表于Nature Physics 。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41567-026-03439-5

将环境传感能力融入量子通信网络，可在同一套光纤基础设施上同时完成密钥分发与链路状态监测，既能够检测物理层窃听扰动，也可提升光纤网络资源利用率，是多功能量子网络的重要发展方向。香港理工大学吴奇、钟康平团队与哈尔滨工业大学（深圳）杨彦甫团队合作，提出一种共生式传感-连续变量量子密钥分发（CVQKD）一体化方案。该方案无需额外增设硬件，利用偏振复用量子信号中嵌入的频域导频音，可同步实现相位、偏振分辨的光纤振动传感；同时将提取得到的链路相位与偏振扰动信息用于抑制相位噪声、偏振串扰带来的额外噪声，实现传感与量子通信相互增益。在50 km单模光纤实验中，系统实现14.1 Mb/s渐近安全密钥速率，可耐受10 kHz偏振扰动，探测2 kHz-600 kHz光纤振动；并在20 km、200 Gb/s下行的4个节点接入无源光网络中，实现量子密钥分发、振动传感与经典通信的同步工作。相关成果发表于Advanced Photonics 。

论文链接：

https://www.researching.cn/EN/HPArticle/AP-26-127605?type=en

编织/纽结结构广泛存在于物理、生物、化学、医学等领域。弗洛凯（Floquet）量子工程，通过对系统施加周期性时变驱动，为动态设计并操控体系拓扑性质提供了系统工具。西安交通大学刘博团队将Floquet量子工程与非厄米复能带拓扑编织相结合，在光量子平台上实现了拓扑扭结及拓扑链环结构的量子调控新途径，并揭示了不同拓扑编织间相变与非厄米奇异点间在拓扑上的内秉联系。团队通过搭建单光子干涉网络，利用波片、光束位移器、损耗模块等实现了两分步型周期性非幺正演化，并观测到复能谱纽结与布洛赫球上本征波函数轨迹交叉结构的拓扑吻合，探测了拓扑纽结相变伴随奇异点所展现的新奇拓扑性质。相关成果发表于Physical Review Letters 。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/7wtv-p9l5

量子自旋液体在绝对零度下仍不形成磁有序，却具备长程量子纠缠与分数化激发等奇异特征，是量子磁性研究中的核心课题之一。中国科学院物理研究所向涛、廖海军团队研究了笼目晶格海森堡反铁磁体的自旋激发谱，找到了其基态是U(1)狄拉克自旋液体的谱学证据，为实验上在候选材料中探测量子自旋液体提供了清晰的谱学指纹。团队发现，在波矢为0的磁有序相中可以清晰地观察到三支自旋波，最低的一支为Goldstone模。随着次近邻相互作用的减小，自旋波能量被强烈重整，能带逐渐变平，呈现出退禁闭自旋子（spinon）激发的特征信号。M、M'和M'' 三个高对称点处的能隙同时闭合，这种在布里渊区多个不等价位置同时发生的能隙闭合，正是U(1)狄拉克自旋液体的标志性特征。相关成果发表于Physical Review Letters。

论文链接：

https://doi.org/10.1103/fjjf-xspp

意大利电信运营商Sparkle与希腊卫星通信公司Hellas Sat已成功完成希腊与塞浦路斯之间首条量子安全卫星数据链路的部署。该链路采用Sparkle的Quantum Safe Interconnect（QSI）量子安全互联技术，实现雅典Metamorfosi数据中心与Hellas Sat位于塞浦路斯的基础设施之间的实时卫星连接。

来源：

https://www.tisparkle.com/media/press-release/sparkle-and-hellas-sat-achieve-greeces-first-quantum-safe-satellite-connection

哥本哈根量子铸造厂与诺和诺德基金会计划在丹麦该市打造一座5300平方米量子芯片制造厂房，预计2027年投入运营。该设施将开展下一代量子芯片先进制造设备研发与产业落地。

来源：

https://novonordiskfonden.dk/en/news/new-copenhagen-facility-to-strengthen-europes-quantum-manufacturing-capabilities/

澳大利亚硅自旋量子企业Diraq联合全球数字基础设施厂商Equinix，计划于今年10月在悉尼Equinix商用数据中心部署全球首台入驻共享商业机房的8量子比特硅自旋量子计算机。系统适配标准机柜，功耗低于20 kw，将开展量子-经典混合协同验证，后续面向行业客户开放测试业务。

来源：

https://www.diraq.com/newsdesk/diraq-to-deploy-a-quantum-computer-inside-an-australian-equinix-data-centernbsp

美国IBM公司正式推出新一代超导量子处理器Nighthawk r2，现已上线IBM量子云平台。该芯片搭载120个可编程量子比特，整套系统包含458个物理量子单元，采用独立高速比特复位架构，每秒可执行超10万条量子电路，吞吐量是上一代Heron处理器的25倍。

来源：

https://www.ibm.com/quantum/blog/nighthawk-r2

科学编辑 | 张强

编辑 | 周聪

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