研究进展

近期中国科大郭光灿院士团队在囚禁离子量子态读取方面取得新进展：该团队李传锋、黄运锋、崔金明等人利用机器学习算法，在现场可编程门阵列（FPGA）上同时实现了离子量子比特的快速、高保真度读取。该项研究成果于2019年7月22日发表在应用物理权威期刊《Physical Review Applied》上。离子阱可以稳定地囚禁离子阵列，离子之间的库仑力提供了长程相互作用，是量子信息研究的理想实验平台。实现可容错量子计算需要高质量的量子操作，其中包括高保真度量子逻辑门和量子比特量

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等和浙江大学王大伟、美国普林斯顿大学Marlan Scully、德国维尔兹堡大学Sven Hofling、美国路易斯安那州立大学Jonathan Dowling、上海纽约大学Tim Byrnes合作，在国际上首次实验观察到量子点单光子和太阳光之间的双光子干涉、量子纠缠以及非定域性。该研究工作把独立光子之间的量子干涉实验扩展到相距1.5亿公里的两个独立光源，首次在天文学尺度上检验了量子统计原理的普适性，并给出了热光场量子化的直接实验证据。这一研

近日，中国科学技术大学潘建伟、张强、范靖云等与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、上海交通大学等单位的科研人员合作，在国际上首次在关闭定域性、测量独立性以及纠缠源独立性等漏洞的基础上，实验实现了对量子网络中的二元隐变量理论的实验检验，为量子网络中量子非定域性的实验研究以及应用开辟了新的道路。相关成果于北京时间8月27日凌晨在线发表在国际权威学术期刊《自然•光子学》上。非定域性是量子力学的重要性质，也是爱因斯坦质疑量子力学完备性的主要原因。过去的几十年里，在各种二体物

中国科学技术大学潘建伟、赵博等在超冷分子量子调控中取得重要进展。在该研究中，他们在制备振动转动基态的分子过程中，观测到共振受激拉曼绝热通道和失谐受激拉曼绝热通道之间的干涉，向基于超冷原子分子的量子模拟迈进了重要一步。近日，这一研究成果以编辑推荐的形式发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上。超冷原子分子因其高度可控性，一直以来是量子模拟研究的理想候选。超冷原子分子量子模拟利用高度可控的量子系统来模拟复杂的难于计算的物理系统，不仅为经典计算机无法有效处理的大规模计算难题

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等和奥地利维也纳大学塞林格小组合作，在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐形传态。这是自1997年实现二维量子隐形传态实验以来，科学家第一次在理论和实验上把量子隐形传态扩展到任意维度，为复杂量子系统的完整态传输以及发展高效量子网络奠定了坚实的科学基础。论文以编辑推荐的形式于8月15日发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上。包括美国物理学会的Physics杂志、英国物理学会Physics World网站、《科学美国人》在内的国际权威学

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、霍永恒等和中山大学余思远小组、国家纳米科学中心戴庆小组、德国维尔兹堡大学Hofling小组以及丹麦科技大学Gregersen等合作，在国际上首次提出椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案，并在窄带和宽带两种微腔上成功实验实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为光学量子计算特别是超越经典计算能力的量子霸权的实现奠定了坚实的科学基础。论文以长文形式于近日在国际权威学术期刊《自然·光子学》上在线发表。图1：量子点微腔。单光

中国科大郭光灿院士团队在量子精密测量研究中取得重要进展。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一般非对易信道参数测量中，通过量子控制主动调控非对易的量子信道，国际首次以海森堡精度实现一般非对易信道参数的测量。该研究成果于7月26日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。精密测量是科学与技术发展的主要驱动力。当前，传统精密测量技术中最先进的激光干涉引力波天文台（LIGO）已经达到了传统方法的精度极限，受到了标准量子精度极限（也称散粒噪声极限）的限制。新一

中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子实验团队，联合中国科学院物理研究所范桁理论小组，在超导量子计算实验领域取得重要进展，在一个集成了24个量子比特的超导量子处理器上，通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控，实现了 Bose-Hubbard 梯子模型多体量子系统的模拟。该研究成果于7月30日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。超导量子计算被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一，因而备受关注。作为量子计算的基本单元——量子比特不

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等和德国维尔兹堡大学、英国剑桥大学相关小组合作，在国际上首创双色脉冲相干激发理论，为光和原子的相互作用等基础量子光学问题的研究打开了一个新思路，解决了共振荧光长期存在的激光本底噪声问题。进一步，研究组通过该方法在微腔耦合的半导体量子点体系上实验实现了无激光背景的高效率和高品质的单光子源，为实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为“量子称霸”的里程碑目标提供了一个有用的新工具。相关论文以长文的形式于近日发表在国际学术期刊《自然·物理》

中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈宇翱、徐飞虎等在国际上首次实验实现全光量子中继器的原理性验证，为构建远距离光纤量子网络开辟了新途径。该成果于近日在国际学术权威期刊《自然·光子学》上在线发表。在远距离量子通信的过程中，信道传递的量子态往往随着通信距离的增加而指数减少，这极大地限制了量子通信的有效传输距离。如何实现远距离量子通信一直以来都是国际研究的热点。目前主要有两种解决方案。其一是在几乎真空，量子信号损耗极小的外太空，利用卫星扩展量子通信距离；我国于2016年成功