研究进展

中国科大郭光灿院士团队在多参数量子精密测量研究中取得重要实验进展。该团队李传锋、项国勇研究组与香港中文大学袁海东教授在量子精密测量实验中，完全消除了量子比特演化过程中三个待测参数之间的精度制衡，同时实现三个参数达到海森堡极限精度的测量，测量精度比经典方法提高了13.27dB。该研究成果2021年1月1日在线发表在国际知名期刊《科学•进展》（Science Advances）上。单参数量子精密测量是量子精密测量中最简单的问题，近三十年有了深入的理论和实验研究，甚至在引力

中国科大郭光灿院士团队在量子传感和宇称-时间（PT）对称系统的实验研究中取得重要进展。该团队李传锋、唐建顺研究组首次实现了PT对称增强型量子传感器，其灵敏度比传统量子传感器提高了8.86倍。该研究成果2020年12月10日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。PT对称理论是为了扩展量子力学而发展起来的，但它首先在经典物理系统中取得了巨大的成功，它有许多违反直觉的现象和引人注目的应用，包括单向光传输、无线能量传输、PT对称增强的传感器等。一个很自然的问题是能否在量子系统

中国科大郭光灿院士团队在量子存储领域取得重要进展。该团队李传锋、周宗权研究组首次实现了按需式读取的可集成固态量子存储器。该成果12月28日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子存储器是构建大尺度量子网络的核心器件。基于量子存储器的量子中继或量子U盘可以有效地克服信道损耗，拓展量子网络的工作距离。李传锋、周宗权研究组长期致力于基于稀土掺杂晶体的固态量子存储器的实验研究。为了提升量子存储器的存储容量，满足规模化应用的需求，研究组近年来发展了激光直写技术，在稀土掺杂晶体

中国科大郭光灿院士团队在量子超表面图像边缘探测实验研究中取得重要进展：该团队史保森教授，周志远副教授等与湖南大学罗海陆教授和美国加利福尼亚大学Zhaowei Liu教授合作，利用高品质偏振纠缠源和高效介质超表面，实现了待检测图像状态在正常模式和边缘探测模式远程的开关切换，并且证实了在弱光场照明下，纠缠光子照明相对于直接单光子照明具有更高的信噪比。这项研究成果于2020年12月16日在线发表在美国《科学》杂志子刊《科学进展》上[Sci. Adv. 6, eabc4385(2

中国科大郭光灿院士团队在源无关量子随机数研究领域取得新进展。该团队的王双、韩正甫等人针对源无关量子随机数系统中测量设备的实际特性展开研究，提出了测量端由于探测器后脉冲、探测效率不匹配、探测器对光源分布敏感等特性所带来的安全性问题，并给出了相应的解决方案。该成果发表在12月10日的国际知名学术期刊《npj Quantum Information》上。源无关(source-independent)量子随机数协议是2016年提出的一种新型量子随机数协议。该协议通过监测用于生

近日，中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、张强等与清华大学王向斌，中科院上海微系统所尤立星等人合作，首次在国际上实现了基于远距离自由空间信道的测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）实验。相关成果于2020年12月23日以编辑推荐（Editors' Suggestion）的形式在线发表在《物理评论快报》上（Phys. Rev. Lett. 125, 260503 (2020)）。美国物理学会Physics网站以“量子物理保证无线通信安全 ”（Securing

中国科大郭光灿院士团队在高维量子通信研究中取得重要进展，该团队李传锋、柳必恒研究组利用六光子系统实验实现了高效的高维量子隐形传态。该成果2020年12月2日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子隐形传态是建立远距离量子网络的关键技术之一。相比二维系统，高维量子网络具有更高的信道容量、更高的安全性等优点，受到人们的广泛关注。如何实现高效的高维量子隐形传态，从而实现高效的高维量子网络是当前量子信息领域的研究热点之一。为了实现高维量子通信，李传锋、柳必恒等人从201

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了76个光子的量子计算原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。根据现有理论，该量子计算系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍（“九章”一分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年）。等效地，其速度比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。这一成果使得我国成功达到了量子计算研究的第一个里程碑：量子计算

中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈宇翱、徐飞虎等利用多光子量子纠缠在国际上首次实现分布式量子相位估计的实验验证，这为将来构建基于量子网络的高精度量子传感奠定基础。该成果于11月30日在国际学术知名期刊《自然·光子学》上在线发表。分布式传感是一种可用于同时执行远程空间多个节点上精密测量任务的重要手段，在日常生活、科学研究和工程等领域有着广泛的应用。例如，该项技术可用于桥梁、飞机等大型结构的应力场分布和温度场分布的有效监测。随着量子技术的不断发展，传感技术也迈进了量子化

利用标准硅基半导体集成电路工艺制备的电子器件，如硅基的晶体管和纳米机电谐振器，是现代电子产业的基石。随着超大规模集成工艺技术的发展，硅基电子器件的尺寸已进入纳米尺度，将会展现出不同于经典器件的量子效应。作为纳米尺度的新型功能电子器件的代表，硅基单电子/空穴晶体管和超高频纳米机电谐振器在量子计算、精密传感等方面有广泛的应用前景。特别值得一提的是，如果硅基单空穴晶体管被悬浮起来，其自身就可以作为超高频纳米机电谐振器。这样的复合结构器件不仅可以展现出单空穴隧穿的电学输运行为，还