研究进展

中国科大杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室利用单自旋量子传感器，对超越标准模型自旋为1的轴矢量玻色子在微米尺度给出新的实验限定，该结果相比针对这种相互作用的原有国际最好水平在力程500微米处提升50倍左右。该成果以“Constraints on a Spin-Dependent Exotic Interaction between Electrons with Single Electron Spin Quantum Sensors”为题，发表在2018年8月22

近日，中国科大教授潘建伟及其同事张强、范靖云、马雄峰等与中科院上海微系统所和日本NTT基础科学实验室合作，利用遥远星体产生随机数，实现同时关闭探测效率漏洞和定域性漏洞的贝尔不等式检验，向无漏洞的量子非定域性检验迈出重要一步。此项研究成果以编辑推荐的形式在线发表于物理学权威学术期刊《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 121, 080404 (2018)]。自量子力学诞生以来，包括爱因斯坦和玻尔在内的量子力学奠基人对其物理基础的争论就不曾停止过，直到196

中国科大郭光灿院士团队再创量子精密测量领域最高测量精度，该团队李传锋、陈耕等人与南京大学合作者优化量子弱测量的测量方法，把单光子克尔效应测量精度再次提升接近一个量级，实验结果首次逼近了最优海森堡极限。该研究成果8月8日发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。利用有限的资源实现更高的测量精度是科学发展的重要需求，量子精密测量是近年来在此需求驱动下兴起的量子信息领域的新方向。量子精密测量的重要目标是使测量精度反比于单次测量所使用的光子或原子等的数目n，即达到海森堡极限精度。

中国科大郭光灿院士团队在量子资源研究中取得重要进展，该团队李传锋、项国勇研究组与新加坡南洋理工大学、北京大学、清华大学的合作者提出量子相干性（quantum coherence）与量子关联（quantum correlation）之间的循环转化方法，并在光子系统中实验验证了该方案。该研究成果于8月2日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。不同物理资源之间转换一直是物理学研究的一项重要内容。其中最著名的例子就是由热能转换成动能的蒸汽机的发明。

中国科大郭光灿院士团队在量子通信研究中取得新进展，该团队李传锋、柳必恒等人首次利用四维纠缠态实现量子密集编码，达到2.09的信道容量，创造了当前国际最高水平。该成果充分展示了高维纠缠在量子通信中的优势。该成果7月20日发表在国际权威期刊《科学·进展》上。量子密集编码是最重要的量子保密通信过程之一。以比特系统为例，初始时A和B两人共享一对纠缠光子，A编码2比特的经典信息在其光子上，并把光子发送到B，然后B对其手里的两个光子进行贝尔基测量，解码得到A发送的2比特信息。在这

中国科大杜江峰院士领导的中科院微观磁共振重点实验室提出并实现了一种可以突破时钟速度极限的时序发生方法，实现了时间分辨率达5皮秒（10-12秒）的任意序列发生器，将高精度时间序列发生功能的时间精度首次提升至皮秒量级。该成果以“A pico-second resolution arbitrary timing generator based on time foldingand time interpolating”为题，作为编辑精选文章并作为头条文章发表在7月2

中国科大潘建伟教授及其同事陆朝阳、刘乃乐、汪喜林等通过调控六个光子的偏振、路径和轨道角动量三个自由度，在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。该成果以“编辑推荐”的形式发表在《物理评论快报》上，从投稿经国际同行评议到被正式接收，只用了三个星期的时间。由于量子信息技术的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源，开展国家级的协同攻关。例如，欧盟在2016年宣布启动量子技术旗舰项目；最近，美国国会也正式

中国科大郭光灿院士团队在包含双折射晶体的干涉理论和实验研究中取得重要进展，该团队史保森教授、周志远副研究员等首次建立了双折射干涉仪的量子理论模型，揭示了光子在双折射干涉仪中的干涉行为，并在实验上得到完美的验证。这项研究成果6月26日发表在国际物理权威期刊《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 120,263601(2018)]。干涉仪是现代科学技术不可缺少的工具，被广泛用于研究光学以及相关的其它科学领域。自狄拉克时代起，人们就对光子的干涉行为

中国科大郭光灿院士团队首次在量子行走中直接测量拓扑不变量：该团队李传锋、韩永建、许小冶等人提出基于时间复用的新型量子行走方案，建成了50步的光学量子行走实验系统，并基于该系统首次直接测量具有手征对称性的量子行走中的体拓扑不变量。该成果6月26日发表在《物理评论快报》上。量子行走是量子信息领域的重要研究方向，理论上已经证明基于该模型可以实现普适的量子计算。尽管目前已有多种实现量子行走的物理系统，但如何提高其行走规模一直是个重大难题。李传锋研究组通过多年尝试，成功建成可以

中国科大杜江峰院士领导的中国科学院微观磁共振重点实验室在零磁场核磁共振方面取得重要进展，该实验室的彭新华教授课题组与德国亥姆霍兹研究所、加拿大滑铁卢大学合作，首次实现了零磁场核自旋体系的普适量子控制和发展了用于评估量子控制和量子态的方法，这一成果有望推动零磁场核磁共振在生物、医学、化学以及基础物理领域中的应用。该研究工作以“Experimental Benchmarking of Quantum Control inZero-field Nuclear Mag