研究进展

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、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

最近，中国科学技术大学侯建国院士领衔的单分子科学团队的董振超、张杨研究小组，利用扫描隧道显微镜（STM）诱导单分子电致发光技术，首次清晰地展示了等离激元纳腔中人工构筑酞青染料分子链结构的单光子超辐射现象，并且研究了纳腔等离激元对于分子链超辐射行为的影响。国际权威物理学术期刊《物理评论快报》于6月12日在线发表了这项成果。在分子系统中，多个发光体可以通过相干偶极相互作用形成离域的集体态，它们在分子间能量转移、光合作用以及量子体系设

中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子物理基本问题研究中取得新进展，该团队李传锋、许金时等人与其合作者利用玻姆动量概率分布来量化杨氏双缝中“which-way” 测量对光子动量产生的扰动，首次实验观测到非局域的动量传递，验证了光子动量改变量与干涉条纹可见度之间的量化关系。该研究成果于2019年6月14日发表在国际权威期刊《科学•进展》（Science Advances）上。在杨氏双缝实验中，当人们对光子进行“which-way” 测量来识别它具体从哪个狭缝通过时，不可避

中国科大郭光灿院士团队在远程量子密钥分发方面取得重要进展。陈巍、银振强、王双、韩正甫等首先在理论上提出了免相位后选择的孪生场量子密钥分发(QKD)协议，该协议显著降低了孪生场类协议的实现难度。基于这一协议，该研究组突破了孪生光场制备和长距离光纤信道相位补偿两项技术，在300公里光纤上，首次完成了不受无中继QKD协议密钥生成率上界（线性界）限制的高密钥生成率实验，为无中继长距离城际量子密钥分配网络迈出了关键的一步。该工作的理论成果发表在应用物理权威期刊Physical Re

中国科大郭光灿院士团队在纠缠探测研究中取得重要进展。该团队李传锋、项国勇、柳必恒研究组与德国汉诺威大学的合作者们基于局域不确定关系的违背和局域噪声层析，构造出噪声适应的纠缠目击方法，在光学系统中成功进行了噪声条件下纠缠态的探测。该研究成果于6月7日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。量子纠缠是实现量子加密、量子计算、量子网络等各种量子信息技术的关键资源，如何有效判定一个态是否为纠缠态是量子信息领域的重要问题。常见的方法是纠缠目击者，其操作简单。纠缠态的纯度很高的

近日，中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、彭新华与理论合作者上海交通大学麻志浩等，首次实验验证新型量子不确定性等式关系。该研究成果以“Uncertainty equality with quantum memory and its experimental verification”为题发表在2019年5月17日npj Quantum Information 期刊上 [npj Quantum Information 5, 39 (2019)]。