研究进展

中国科大郭光灿院士团队在集成光学芯片领域取得新进展。该团队邹长铃研究组在集成光子芯片上实现了基于微腔简并模式的高效光子频率转换，并进一步探究了微腔内的级联非线性光学效应，实现跨波段的频率转换和放大。相关成果以“Efficient frequency conversion in a degenerateχ(2) microresonator”为题3月29日在线发表于国际学术期刊《物理评论快报》上。相干光学频率转换在经典和量子信息领域都有广泛的应用，如通讯、探测、传感，成

中国科大郭光灿院士团队在单个微腔内构建了人工规范场研究方面取得重要进展。该团队的董春华研究组首次利用回音壁模式微腔中多模相互作用，通过几何相位控制实现了人工合成规范场，包括合成磁场和合成电场。该研究成果2021年3月22日发表在国际学术期刊《Physics Review Letters》上。当带电粒子经过一个回路，通过的磁通量产生一个相位差，这个相位差可以用来研究凝聚态物理里有趣的拓扑现象，比如拓扑相位，拓扑保护量子态等。对于非带电粒子或者玻色子，类似地，可以通过构建

中国科学技术大学教授潘建伟、徐飞虎等实现超过200公里的远距离单光子三维成像，首次将成像距离从十公里突破到百公里量级，为远距离目标识别、对地观测等领域的应用开辟了新道路。该成果于近期发表在国际学术知名期刊《Optica》上[Optica 8,344-349, 2021]。如何“看得更远、看得更清”是人类对视觉感知的不懈追求。近年来发展的激光雷达成像技术能够对目标场景进行高精度三维成像。单光子成像雷达作为一种具有单光子级探测灵敏度和皮秒级时间分辨率的新兴激光雷达成像技术

中国科大郭光灿院士团队在单光子非互易传输的实验研究中取得重要进展：该团队史保森教授、丁冬生教授与南京大学夏可宇教授和日本理化所的Franco Nori教授合作，利用室温下的原子系统实现了超越磁光效应的百兆赫兹带宽单光子非互易传输。该研究成果于2021年3月19日在线发表在国际知名期刊Science Advance。实现单光子非互易传输的器件是量子计算和量子网络的基本元件之一，涉及到时间反演对称破缺和非厄米动力学等原理。简单讲非互易传输就是控制信号的单向传输，许多实际的

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、王亚等人在高保真度量子比特读出方面取得重要进展，提出了不同于传统思路的新型自旋电荷转化方法，将“脆弱”的自旋量子态信息转移到“皮实”的电荷状态上，从而实现更高保真度的量子比特读出。该研究成果以High-fidelity single-shot readout of single electron spin in diamond with spin-to-charge conversion为题，发表在近期的《自然-通讯》

最近，中国科学技术大学侯建国院士单分子科学团队的董振超、张杨研究小组与燕山大学田广军研究组合作，利用扫描隧道显微镜诱导发光技术，对单个分子内电子-振动态发光进行了亚纳米分辨的成像表征，首次从实空间直接观察到了分子振动对电子态及其跃迁的影响，并结合理论计算，深刻揭示了电子-振动耦合如何影响电子跃迁和分子光谱的微观机制，为理解电子-振动耦合和分子光谱提供了重要的基本科学信息。该成果于2021年2月24日在国际学术期刊《自然·通讯》上在线发表。分子系统中的电子-振动耦合，即

近日，来自中国科学技术大学物理学院、合肥微尺度物质科学国家研究中心，国际功能材料量子设计中心(ICQD)的赵瑾教授研究团队在第一性原理激子动力学方法发展方向取得了重要进展。团队在自主知识产权的程序Hefei-NAMD中率先实现了自旋分辨的real-time GW+BSE（GW+rtBSE）激子动力学，可以在第一性原理的层面上准确包含多体效应，突破了GW+BSE方法在含时动力学上的瓶颈。该研究结果以“Real-time GW-BSE Investigations on Sp

中国科学技术大学教授潘建伟、窦贤康、徐飞虎等在国际上实验实现了1.43公里的远距离非视域成像，首次将成像距离从米级提高到公里级，为非视域成像技术的开拓及在实际场景中的应用开辟了新道路。该成果于2021年3月4日发表在国际学术知名期刊《美国国家科学院院刊》上[PNAS 118, e2024468118 (2021)]。成像是一个古老而又常新的话题，从墨子的小孔成像、伽利略的观星望远镜，到现代的激光雷达、核磁共振等，各类成像技术为人类观察世界和探索未知提供了有力工具。然而

中国科大郭光灿院士团队在量子信息基础理论研究中取得重要进展。该团队李传锋、项国勇研究组与华沙大学Alexander Streltsov等人合作，对复数这种量子资源进行了深入的研究，并取得一系列重要的进展，相关结果以“Editors’ Suggestion”（编辑推荐文章）的形式于3月1日在国际著名物理期刊《Physical Review Letters》和《Physical Review A》上联合发表。复数是一种数学工具，然而它广泛应用于力学、电动力学和光学等物理学

中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室在量子精密测量领域取得重要进展，该实验室彭新华教授研究组及其合作者首次在弗罗凯量子体系上实现微波激射器，为超高精度超低频磁场测量以及暗物质搜寻等研究提供了全新的途径。这项研究成果以“Floquet maser”为题，于2021年2月18日在线发表在国际学术期刊《Science Advances》[Science Advances 7, eabe0719 (2021)]。同期《Science》“展望”栏目和国际知名学术网站Phy