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跨越7公裏！
中國科學家研究分布式光量子計算獲重要進展
能不能用量子通訊網連線多台量子電腦，讓它們遠端凝聚出「超級量子算力」？
據新華社報道，中國科學技術大學郭光燦院士團隊的李傳鋒、周宗權、柳必恒等人，近期基於多模式固態量子儲存和量子門隱形傳送協定，在合肥市區實作跨越7公裏的非局域量子門，並演示了分布式的多伊奇-喬薩演算法及量子相位估計演算法。國際權威學術期刊【自然·通訊】日前發表了相關研究成果。
量子計算是當前國際科研的重要領域，多個國家都在研制效能更為強大的量子電腦。一個思路是在一台量子電腦上實作越來越多的量子位元，但隨著量子位元的增加，會出現訊號串擾以及布線、制冷等方面的技術限制。因此，研制多台量子電腦，讓它們遠端互聯合力實作分布式量子計算，近年來成為量子計算研究的新思路。
但是，分布式量子計算存在一系列技術難點，之前的非局域量子門運算只能在數十米距離中實作，無法滿足在大尺度量子網絡中整合算力資源的需求。
近期，郭光燦院士團隊基於量子門隱形傳送協定，建立兩個量子節點之間的非局域量子門，這兩個量子節點分別位於中國科學技術大學東校區和合肥市大蜀山東側，之間的直線距離為7公裏。
在合肥市區跨越7公裏的非局域量子門示意圖。
研究團隊首先在兩節點間使用通訊波段光子和專線光纜，進行量子纏結態的遠端分發。隨後，兩個節點分別執行原生的兩位元量子門操作。一個重要的技術突破是，他們采用摻銪矽酸釔晶體材料，實作了纏結態的長時間儲存，從而支持了兩個遠距離節點間的量子通訊與同步，進一步的本地單位元操作即可把原生的兩位元量子門隱形傳送為遠距離的兩位元量子門。
實驗結果表明，兩個節點的光子之間完成了兩位元非局域量子門操作，其中受控非門的保真度達88.7%。固態量子記憶體的纏結儲存時間相比前人工作提升近2倍，並且纏結儲存的時間模式數達1097個，使得非局域量子門的生成速率獲得了線性的提升。基於非局域量子門，研究團隊進一步在這兩個遠端節點間演示了兩位元的多伊奇-喬薩演算法以及量子相位估計演算法，成功實作了量子演算法的遠端分布式執行。
研究人員介紹，該研究首次在城市距離上實作分布式光量子計算演示，展示了基於量子儲存和通訊光纜構建分布式量子計算網絡的可行性，為實作規模化量子計算提供了新思路。
【自然·通訊】雜誌審稿人對此給予高度評價，認為「該研究在實作量子網絡方面取得了重要進展，它開辟了一個新的實驗方向去實作分布式量子資訊處理」。
復旦團隊腦脊介面研究獲進展，有望助癱瘓患者重新行走
據中國青年報客戶端10月7日報道，在腦部和脊髓植入電極芯片，搭建一條「神經旁路」，癱瘓患者有可能重新自主控制肌肉，恢復下肢站立及行走功能。
日前，復旦大學類腦智能科學與技術研究院青年教師加福民團隊研發了新一代用於脊髓損傷患者的植入式腦脊介面器材。相關專案「植入式腦脊介面關鍵技術與系統研制」，在約1400個參賽專案中脫穎而出，獲2024年全國顛覆性技術創新大賽優勝獎，預計年底開展首例臨床試驗。
加福民團隊的相關研究示意圖。
加福民團隊的相關研究示意圖。
作為連線大腦與外周神經系統的「資訊高速通道」，脊髓若受到損傷，大腦發出的指令就無法傳遞給肌肉，患者失去自主行動能力。如何使脊髓損傷致癱患者恢復運動能力，長期以來是醫學界重大難題。
加福民（右二）與部份團隊成員合影。
加福民團隊開展新一代腦脊介面技術研發，該技術具有「高精準、高通量、高整合、低延時」的特點。
現有腦脊介面解決方案采用多器材植入模式，需要分別在大腦左右側運動皮層植入兩台腦電采集器材、在脊髓植入一台脊髓刺激器材。加福民團隊提出「三合一」的系統設計方案，將三台器材整合為一台顱骨植入式微型器材，減小患者術後創口的同時，也能實作采集與刺激一體化，對患者自主運動進行閉環調控。這個方案可將解碼過程由體外轉入體內，提高腦電訊號采集穩定性和效率，最終實作百毫秒級別的解碼速度和刺激指令輸出——正常人的反應時間為二百毫秒左右，這意味著未來，脊髓損傷患者的行走步態將更加自然。
學生團隊在加福民指導下模擬大腦相關數據。
2020年，加福民全職加入復旦類腦院。從最開始帶著一兩個學生默默「鼓搗」腦脊介面，發展到現在，加福民的產學研團隊已發展至近30人。
目前，團隊已初步完成脊髓時空刺激和腦脊介面關鍵技術的積累，並在動物上實作概念驗證，具備臨床套用的必要條件。預計今年底，團隊將與國內三甲醫院相關專家合作開展首例臨床試驗。
下一階段，加福民計劃完成植入式腦脊介面關鍵技術的產品開發和臨床轉化。與此同時，持續研發針對脊髓損傷患者的系列神經調控新方法、新技術，如針對輕癥患者開發穿戴式神經調控裝備、多模態運動監測系統等，從更大範圍減輕脊髓損傷患者家庭和社會醫療負擔。
更長遠地，加福民團隊懷著「原創技術服務全球」的願景，希望透過研發三類有源植入式創新醫療器械，建立智能腦脊介面自主知識產權體系，讓全球2000萬脊髓損傷患者獲益。
高校萌寵上新！天鵝寶寶破殼而出
10月7日，安陽師範學院官曬圖分享了一個好訊息！
在黑天鵝準爸爸、準媽媽的悉心呵護以及後勤「天鵝護衛隊」工作人員的精心照料下，校園裏一只天鵝寶寶破殼而出！
剛出殼的天鵝寶寶羽毛呈淺灰色，等小天鵝們褪去灰色絨毛，就換上它們標誌性的「黑禮服」啦。
小天鵝的到來，為校園增添了生機。請大家文明觀賞，不要進入天鵝孵化區域，不要驚擾到天鵝，共同為天鵝寶寶們的健康成長保駕護航。
今日寒露：寒露驚秋晚 朝看菊漸黃
唐代詩人元稹在【詠廿四氣詩？寒露九月節】一詩中生動地寫道:「寒露驚秋晚，朝看菊漸黃。千家風掃葉，萬裏雁隨陽。」
寒露過後，天氣由涼爽向寒冷過渡，秋燥明顯。常言道：「寒露腳不露。」這一時節，人們在進行戶外活動時，應註意保暖禦寒，適當補充水分。飲食方面，我們可根據個人體質選擇食用芝麻、核桃、蘿蔔、百合等滋陰潤燥的食物。（文/朱梓軒 圖/張玉佳）
整理：張力友
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（來源：中國青年報客戶端）
