研究进展

近期，中国科大郭光灿院士团队在机器学习提高超导量子比特读取效率上取得重要进展。该团队郭国平教授研究组与本源量子计算公司合作，在本源“夸父”6比特超导量子芯片上研究了串扰对量子比特状态读取的影响，并创新性地提出使用浅层神经网络来识别和读取量子比特的状态信息，从而大幅度抑制了串扰的影响，进一步提高了多比特读取保真度。该成果以研究长文的形式发表在国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。对量子比特状态的高保真度测量是量子计算中的关键一环。在超

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚、李兆凯等人在量子机器学习研究中取得重要进展，研发出新型量子特征提取算法，实验实现了对未知量子系统矩阵的分析与信息提取。该成果以“Resonant Quantum Principal Component Analysis”为题发表在近期的Science Advances上[Science Advances 7, eabg2589 (2021)]。机器学习是指使用计算机从大量历史数据中挖掘隐含规律，并用于后续预测

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展等人基于金刚石固态单自旋体系在室温大气环境下实现了突破标准量子极限的磁测量，该成果以“Beating the Standard Quantum Limit under Ambient Conditions with Solid-State Spins”为题发表在近期Science Advances上[Science Advances 7, eabg9204 (2021)]。测量是人类认知自然的重要手段，其本质

中国科大郭光灿院士团队在光量子模拟和拓扑量子计算研究中取得重要进展。该团队李传锋、韩永建、许金时等人与英国利兹大学教授Jiannis Pachos合作，模拟展示了一种基于仲费米子零模编织操作和魔术态萃取实现拓扑量子计算的方法。研究团队使用自主设计搭建的多模式光量子模拟器，研究了仲费米子零模的量子统计和量子互文性质。实验结果显示仲费米子零模编织过程对局域噪声免疫，并且保持量子互文资源守恒，因此有望通过编织操作和魔术态萃取等手段进行普适、容错的量子计算。该成果8月9日以研究长

中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心陈旸、赵东锋团队与地球和空间科学学院王宝善、姚华建团队合作，成功研制出具有自主知识产权的分布式光纤声波/振动传感（DAS）系统，该设备使用现有通讯光缆可进行地震监测、地质灾害预测、地下结构成像、城市地下空间探测等。DAS设备自2021年6月部署在合肥紫蓬山进行连续观测，已成功监测到定远县2.3级地震（6月4日）、宣城2.7级地震（7月22日）、菲律宾6.6级地震（7月24日）、台湾宜兰县5.8级地震（8月5日）等一些区域和全球地震。　

中国科大物理学院、中科院强耦合量子材料物理实验室和合肥微尺度物质科学国家研究中心的陈仙辉、王震宇超导研究团队与安徽大学单磊研究组、中科院物理研究所蒋坤特聘研究员合作，近日在笼目结构(kagome)超导体的研究中取得重要进展。研究团队在笼目超导CsV3Sb5中观测到三维电荷密度波和超导共存的现象，并在超导磁通芯子内发现了马约拉纳零能模的存在迹象。有趣的是，该马约拉纳零能模特征信号随着表面组分及电荷密度波的调制出现演化，这为调控马约拉纳激发提供了新的可能性。相关研究成果于8月

中国科大郭光灿院士团队在基于离子阱系统寻找黎曼函数零点的研究中取得重要进展。该团队李传锋、黄运锋、崔金明等人联合西班牙理论物理学家Charles Creffield教授和German Sierra教授，利用周期性地驱动囚禁离子的量子状态，成功在实验上测量到黎曼函数的前80个零点。该研究成果7月14日发表在国际知名学术期刊《NPJ Quantum Information》上。伯恩哈德·黎曼于1859年提出了黎曼猜想，其核心内容为：黎曼ζ函数的非平凡零点的实数部分都是1/

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展等人在固态体系中开展了首个类原子缺陷全同性检验的工作，频率检验精度达赫兹级，基于这一结果提出了新型固态原子钟方案。该成果以“Identity Test of Single NV− Centers in Diamond at Hz-Precision Level”为题发表在近期《物理评论快报》上[Physical Review Letters127, 053601(2021)]。精密测量是人类深化认知自然界的重

中国科学技术大学教授潘建伟、张强、徐飞虎等与济南量子技术研究院合作，利用频率上转换单光子探测技术，实验实现了毫米级非视域三维成像，是目前非视域成像的最高精度，为该技术的实用化发展开辟了新道路。研究成果于2021年7月28日发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上，并被美国物理协会下属网站Physics SYNOPSIS栏目专题报道。传统光学成像手段只能对相机视场范围内的目标物体进行成像。非视域成像利用单光子探测技术记录单个光子的飞行时间信息，结合相关计算成像算法，可以

中国科大郭光灿院士团队在量子存储及量子网络研究中取得原创性进展。该团队李传锋、周宗权研究组提出并实验实现无噪声光子回波，实测噪声比前人的结果降低了670倍，首次观察到单光子的光子回波并由此实现了高保真度的固态量子存储。该成果7月19日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。该工作从方案提出、理论分析到实验实现均由该团队完成，该方案被命名为“Noiseless photon echo”（无噪声光子回波，简称NLPE）并已申请发明专利，是我国具有自主知识产权的原创性量子存储方案。