该研究团队提出了一种基于3D打印微连接点阵列的离子阱平台，旨在实现用于大规模量子信息处理（QIP）的量子电荷耦合器件（QCCD）架构。通过在表面电极阱上方集成三维结构微型射频电极，实现了对线性和连接点区域电场分布的灵活调控。 仿真研究表明，该平台的线性区域与传统平面阱相比，能以更低射频驱动功率实现更深的离子谐波势阱约束。最关键的是，研究人员发现了一种特…

自旋基量子处理器在规模化发展中的最新进展揭示了与热效应相关的意外问题。研究发现，操控和读取量子比特所需的微波脉冲会导致自旋环境过热，进而意外诱发拉莫尔频移，从而降低门保真度。本研究通过实验表征硅中单个空穴自旋拉莫尔频率的温度依赖性，揭示了这些难以捉摸的热效应。研究结果明确表明，热敏感性的根源在于电学效应——该效应源于自旋轨道耦合诱导的电极化率。该工作对…

量子计算给数字安全带来了变革性威胁，有可能危及广泛部署的经典加密系统。本调查对云计算的量子安全进行了全面、系统的研究，重点关注量子时代保护云基础设施所需的漏洞、过渡策略和缓解机制。该团队评估了整个云计算堆栈中的量子威胁格局，展示了量子算法如何破坏经典加密并损害多个架构层的云安全。使用基于STRIDE模型的结构化风险评估方法，研究人员评估量子诱导的攻击媒…

随着量子计算的进步，量子电路模拟器已成为弥补量子硬件可用性有限所造成的当前差距的关键工具。这些模拟器通常部署在云平台上，用户提交专有电路设计进行模拟。在本研究中，该团队演示了一种针对云端量子模拟器的新型时序侧信道攻击。同地恶意进程可以观察细粒度的执行时序模式，从而提取并发运行量子电路的敏感信息。研究人员使用QASMBench基准测试套件系统地分析了模拟…

构建兼具并行控制与局域操作能力的可扩展量子处理器极具挑战性。作为应对这一挑战的有力平台，光晶格展现出卓越的并行性，但受限于较窄的晶格间距，其精确局域操作始终面临困难。该研究团队提出了一种新型量子处理器，通过轨道量子比特编码与内部态（作为辅助自由度）的结合，实现了空间选择操作与并行控制的协同。基于该处理器，研究人员仅用最少数量的受控Z门层级就制备出一维和…

自旋系综是量子科学的核心要素，其应用涵盖频率标准、基础物理探索、磁共振波谱乃至量子传感等领域。其性能最终受限于自旋投影噪声，但固态体系迄今仍被更强的光子散粒噪声所制约。该研究团队实现了金刚石中氮空位（NV）中心介观系综的量子无破坏直接读出，突破了光子散粒噪声极限并逼近本征自旋投影噪声水平。通过在高磁场环境下稳定<sup>14</sup…

最新研究报道了在数米尺度量子信息网络中互联小型量子寄存器的可行性，以实现分布式量子计算。这种通过多个小型量子处理器进行通信协作以执行计算任务的模式，被视为解决数千个无噪声量子比特可扩展性问题的极具前景的方案。该研究团队提出并评估了一个基于法国巴黎和尼斯现有基础设施、通过卫星实现的全国性分布式量子计算系统。该系统由地面段和空间段组成，可在巴黎的Alice…

扩展量子计算机（即量子处理器单元QPUs）以实现大规模量子电路的运行是一个重大挑战，尤其对于需要展现量子优势的应用而言。一种解决方案是通过量子与经典信道连接多台机器，形成集群乃至量子网络。采用这种模式，多个小型QPUs可协同执行单台设备无法独立完成的量子电路。然而，由于需要生成并维持量子纠缠，QPUs间的通信成本高昂，必须谨慎使用。 该工作评估了分布式…

美国国家能源研究科学计算中心（NERSC）作为能源部科学办公室的高性能计算设施，认识到量子计算在其未来使命中的关键作用。本报告通过分析NERSC工作负载，确定材料科学、量子化学和高能物理将成为量子计算机最具应用潜力的科学领域——当前这三个领域共同占据NERSC生产工作负载的50%以上，预示着量子计算对NERSC未来使命的重要影响。该研究团队通过系统文献…

随着量子计算在硬件和软件领域的持续发展，衡量这个复杂多元领域的进展仍具挑战性。为了追踪进展、发现瓶颈并评估业界努力，基准测试发挥着关键作用。但哪种基准测试方法最能满足量子计算利益相关方的多元视角？该研究团队开展了迄今为止该领域最全面的系统性文献综述，结合基于自然语言处理的聚类分析与专家评估，开发出与量子技术栈及其利益相关方相匹配的新型基准测试分类体系与…