研究进展

中国科大郭光灿院士团队在量子行走方向取得新进展：该团队李传锋、韩永建和许小冶等人首次提出并实验验证量子行走中纠缠鲁棒性在不同拓扑相下存在显著差异，并以此进一步实现了拓扑相及其相变的探测。相关研究成果于1月14日发表在《Optica》。量子纠缠已被证明在量子度量、量子密钥分发和量子计算等量子信息处理过程中起着关键性的作用。建立系统拓扑性质与纠缠鲁棒性之间的联系是量子信息中的重要问题，为此既需要量化系统中的纠缠度量，还需要对系统的拓扑相进行完整分类。量子行走系统提供了研究

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与中科院上海微系统与信息技术研究所尤立星以及德国和荷兰的科学家合作，在国际上首次实现了20光子输入60×60模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出了复杂度相当于48个量子比特的希尔伯特态空间，其维数高达三百七十万亿。这个工作同时在光子数、模式数、计算复杂度和态空间这四个关键指标上都大幅超越之前的国际记录，其中，态空间维数比国际同行之前的光量子计算实验高百亿倍。论文以“编辑推荐”形式近日发表于《物理评论快报》。美国物理学会Physics网站以“

中国科大郭光灿院士团队在人工智能与量子力学基础研究交叉领域取得重要进展。该实验室李传锋、许金时等人与南方科技大学翁文康教授以及中科院重庆绿色智能技术研究院任昌亮研究员等人合作，将机器学习技术应用于研究量子力学基础问题，首次实验实现了基于机器学习算法的多重非经典关联的同时分类。该成果于2019年11月6日发表于国际物理学权威期刊《物理评论快报》上。1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森发表了著名的质疑量子力学完备性的文章，后来被称为EPR佯谬。随着薛定谔和贝尔等众多科学

中国科大郭光灿院士团队在量子相干和量子精密测量的研究中取得重要进展。该团队李传锋、黄运锋研究组与英国合作者在线性光学系统中实验验证了纠缠态的相干性对横向噪声的适应性，并进一步验证在横向噪声中纠缠态探针的量子测量精度仍可超越标准量子极限。该项研究成果2019年11月1日发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上。量子信息技术通过对量子态的操控实现信息的安全传输和存储，高效获取和运算等，然而量子系统不可避免的会与环境相互作用而引入噪声，导致量子态非常脆弱。如何抵抗噪声是目

中国科大郭光灿院士团队在量子力学基本问题研究中取得重要进展，该实验室李传锋、柳必恒等人与澳大利亚的理论物理学家合作，首次实验观测到测量设备无关的高维量子导引，并用其产生私密量子随机数。该研究成果2019年10月23日发表在国际权威物理学期刊《物理评论快报》上。量子导引是介于量子纠缠和贝尔非局域性之间的一类量子非局域特性，描述了作用在纠缠粒子对中一个粒子上的局域测量能够非局域地影响另一个粒子的状态的能力。量子导引在量子密钥分发、量子信道鉴别、随机数产生等量子信息任务中具

中国科大郭光灿院士团队在实用化量子传感的研究中取得重要进展，该团队的孙方稳小组实验实现50纳米空间分辨力高精度多功能量子传感。该系列研究成果发表在应用物理权威期刊《Physical Review Applied》上。微纳光电子技术已经成为当前信息领域的核心技术之一，同时也在能源、环境、生物医学等领域发挥重要作用。一般情况下，微纳光电子器件具有尺寸小、电磁场强度低且易受干扰等特点。因此，微纳电磁场探测技术需要同时解决高空间分辨力、高测量灵敏度及对待测量非破坏性等难题和挑

中国科大郭光灿院士团队在量子力学基本问题的研究中取得重要进展，该团队的李传锋、许小冶等人与斯德哥尔摩大学Yaron Kedem博士合作，首次提出并实验实现了多体非局域波函数的直接测量。该研究成果于10月9日发表在国际权威期刊《物理评论快报》上，并入选“编辑推荐”论文。美国物理学会网站“物理新闻与评论”栏目以《直接测量纠缠态》为题专文报道本项成果。波函数是量子力学最核心的概念之一，不论是单体还是多体量子系统，其状态都可以用波函数完全刻画。目前最常用的测量波函数的方法是量

中国科大郭光灿院士团队的王双、陈巍、银振强、韩正甫等人提出并验证了一种可以有效抵御量子密钥分发系统探测器控制攻击的方法，为提高实用化BB84量子密钥分发系统的安全性提供了新思路。该研究成果于2019年9月11日发表在权威期刊《Optica》上。量子密钥分发是量子信息领域实用化程度最高的技术，它在协议上允许异地通信双方共享信息论安全的密钥。由于实际器件的不完美，单光子探测器是量子密钥分发系统接收端最容易被攻击的核心器件。探测器控制攻击是其中最主要的一类探测器侧信道攻击方

中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志、范靖云等与美国加州理工学院、澳大利亚昆士兰大学等单位的人员合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星对一类预言引力场导致量子退相干的理论模型进行了实验检验。2019年9月19日，国际权威学术期刊《科学》杂志以“First Release”形式在线发布了该重要研究成果。量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而，任何试图将量子力学和广义相对论进行融合的理论工作都遇到极大困难。在目前已知的四种基本相互作用中，电磁、弱相互作用和强相互作用都

近日，中国科学技术大学教授潘建伟及其同事张强、刘洋与清华大学王向斌、中科院上海微系统所尤立星等人合作，在发展快速高稳定性激光频率锁定技术与高计数率低噪声单光子探测器的基础上，在300公里真实环境的光纤中实现了双场量子密钥分发实验。相关研究成果于9月5日（北京时间）在线发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》杂志上（Phys. Rev. Lett. 123, 100505 (2019)）。这项成果不仅完整实现了300公里的双场量子密钥分发，也验证了700公里以上光纤远距离量子