研究进展

中国科大郭光灿院士团队在光量子芯片研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组与中山大学董建文、浙江大学戴道锌等研究组合作，基于光子能谷霍尔效应，在能谷相关拓扑绝缘体芯片结构中实现了量子干涉，相关成果以“编辑推荐文章( Editors' Suggestion)”的形式6月11日发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。拓扑光子学由于具有鲁棒性的能量输运性质，在光子芯片研究方向具有实用化的应用前景。产生拓扑相变的关键在于通过破坏系统的时间反演对称性或空间反演对称性，以

中国科大郭光灿院士团队在量子存储和量子中继领域取得重大进展。该团队李传锋、周宗权研究组利用固态量子存储器和外置纠缠光源，首次实现两个吸收型量子存储器之间的可预报量子纠缠，演示了多模式量子中继。该成果6月2日23点在线发表在国际著名学术期刊《自然》上。图1 基于吸收型量子存储器实现量子中继的原理示意图由于单光子在光纤传输中的指数级损耗问题，量子态在光纤中传输的距离被限制在百公里量级。为了建立起全国乃至全球的量子网络，需要采用量子中继方案。其基本思路是把长程纠缠传输的任务

中国科大郭光灿院士团队在碳化硅色心自旋操控研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时、王俊峰等人与匈牙利魏格纳物理研究中心Adam Gali教授合作，在国际上首次实现了反斯托克斯激发的固态自旋体系的相干操控，该技术在量子信息处理及量子精密测量中具有重要用途。该成果5月28日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。固态自旋色心是实现量子计算、量子网络和量子精密测量的重要物理体系。光探测磁共振（ODMR）技术是读取色心自旋信号的方法，也是实现各种量子技术的基础。传统的ODMR技

中国科大郭光灿院士团队在硅基半导体锗纳米线量子芯片研究中取得重要进展。该团队郭国平、李海欧等人与中科院物理所张建军和本源量子计算有限公司合作，首次在硅基锗空穴量子点中实现朗道g因子张量和自旋轨道耦合场方向的测量与调控，对于该体系更好地实现自旋量子比特操控及寻找马约拉纳费米子有着重要的指导意义。研究成果以“Anisotropic g-factor and Spin-Orbit Field in a Germanium Hut Wire Double Quantum Dot”

中国科大郭光灿院士团队在微波谐振腔探测半导体量子芯片上取得重要进展。该团队郭国平、曹刚等人与本源量子计算有限公司合作，利用微波超导谐振腔实现了对半导体双量子点的激发能谱测量。相关研究成果以“Microwave-resonator-detected excited-state spectroscopy”为题，发表在4月28日出版的国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。半导体系统具有良好的可扩展可集成特性，被认为是最有可能实现通用量子计

中国科大中科院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称量子创新研究院）潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于2021年5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面（如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等）相比经典计算机实现指数级别的加速。当前，量子计算机研制

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、荣星等人通过对金刚石量子比特的高精度量子操控，首次在量子体系中实现动力学环绕非厄米奇异点，并成功观测到基于奇异点的本征态转换。该研究成果以“Dynamically encircling an exceptional point in a real quantum system”为题，发表在近期的《物理评论快报》上。近年来，对非厄米量子物理的研究成为了热点，因其不同于传统厄米量子物理，展现出新奇的物理现象，在量子计算

中国科大郭光灿院士团队在光量子信息处理领域取得重要进展。该团队李传锋、许金时等人与上饶师范学院李波、梁晓斌、南开大学陈景灵合作，实验实现了光量子信息的掩蔽，成功地将量子信息隐藏到非局域的量子纠缠态中。该成果2021年4月30日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子信息掩蔽 (quantum information masking) 是近期发展起来的一种信息处理协议，它将量子信息由单个量子载体完全转移到多个载体间的量子纠缠态上，这样一来，仅从单个载体上将提取不到任何

中国科大郭光灿院士团队在腔光力领域取得新进展。该团队的董春华教授研究组在光力混合系统中通过级联光子-声子耦合实现了对于光力相互作用的耗散调控，并增强了光力体系的冷却效果，该研究成果于2021年4月23日发表在国际学术期刊《Physics Review Letters》。利用腔增强的光与物质的相干相互作用可以得到许多新颖的光子器件，其中包括基于光声、光磁相互作用的混合光子器件。混合系统兼具不同体系的优势，因此在量子界面、基础物理、非线性光学等领域发挥着越来越重要的作用。

中国科大郭光灿院士团队在硅基自旋量子比特操控研究中取得重要进展。该团队郭国平、李海欧研究组与合作者以及本源量子计算公司合作，对集成微磁体的硅基量子点进行研究，发现了自旋量子比特操控的各向异性：通过改变外加磁场与硅片晶向的相对方向，可以将自旋量子比特的操控速率、退相干速率和可寻址性进行同时优化。该研究成果发表在4月27日出版的国际应用物理知名期刊《Physical Review Applied》上。硅基自旋量子比特以其超长的量子退相干时间，以及与现代半导体工艺技术兼容的