研究进展

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

中国科大校郭光灿院士团队在光学非互易领域取得新进展。该团队邹长铃研究组与山西大学张鹏飞、张天才教授等人合作，在原子系综中实现了51.5dB的非互易隔离，是目前无磁非互易领域中的最高隔离比，并且首次探讨了非互易器件中量子噪声问题，证明了该新的全光非互易效应不会引入额外的量子噪声。该成果于2021年4月22日发表在国际知名期刊《自然•通讯》上。非互易是光学领域中重要的基础概念，由此衍生出的隔离器、环路器等都是光路中不可或缺的元件。以磁光效应圆偏双折射为原理的法拉第隔离器因

中国科大郭光灿院士团队在光量子存储领域取得重要突破。该团队李传锋、周宗权研究组将相干光的存储时间提升至1小时，大幅度刷新了2013年德国团队光存储1分钟的世界纪录，向实现量子U盘迈出重要一步。该成果4月22日发表在国际知名期刊《自然·通讯》上。现在光纤网络遍布全球，光已成为现代信息传输的基本载体。对光的捕获及存储可以帮助人们更有效地利用光场。光速高达30万公里每秒，降低光速乃至让光停留下来是国际学术界孜孜以求的目标。光的存储在量子通信领域尤其重要，这是因为基于光量子存

中国科学技术大学潘建伟、陈帅等与北京大学刘雄军等合作，在超冷原子模拟拓扑量子材料方面取得了重要进展。研究团队在国际上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。该研究成果于4月16日以研究长文（Research Article）的形式发表在国际学术期刊《科学》杂志上 [Science 372, 271-276 (2021)]。由于该工作开启了超越传统凝聚态物理的外尔型拓扑物理的量子模拟，《科学》杂志在同期的视点栏目（Pe

近日，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、南方科技大学范靖云等，与英国约克大学Roger Colbeck和清华大学马雄峰分别合作，采用不同的理论方法，在国际上首次实现了设备无关的量子随机性扩展，为设备无关量子随机数的实用化发展奠定了坚实基础。相关的研究成果近日分别发表于《自然•物理学》[Nat. Physics17,448 (2021)]和《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett.126, 050503 (2021)]上。随机性在人

中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、彭承志、姜海峰等实现长距离大损耗自由空间高精度时间频率传递实验，在大气噪声、链路损耗、传输延迟效应等多角度仿真了高轨卫星星地高精度时频传递，验证了基于中高轨卫星实现万秒E-18量级稳定度的星地时频传递的可行性，为未来空间光频标科学实验和洲际光钟频率传递和比对奠定了基础。该成果于2021年4月6日在线发表在国际学术知名期刊《Optica》上[Optica,8(4),471-476 (2021)]。高精度的时间/频率传递和比对技术广