研究进展

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与信息技术研究所和日本NTT基础科学实验室合作，在发展高品质纠缠光源和高效率单光子探测器件的基础上，利用量子纠缠的内禀随机性，在国际上首次成功实现器件无关的量子随机数。相关研究成果于北京时间9月20日凌晨在线发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上（http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0559-3）。这项突破性成果将在数值模拟和密码学等领域得到广泛的应用，有望形成新的

中国科大杜江峰院士领衔的研究团队运用量子技术首次在室温水溶液环境中探测到单个DNA分子的磁共振谱，从而向运用单分子磁共振研究生物分子在生理环境中的构像和分子间相互作用迈出了重要一步。该工作发表在2018年9月出版的《自然-方法》上[Nature Methods 15, 697–699 (2018)]，并被选为五篇封面标题文章之一。图注：基于钻石传感器实现水溶液中的DNA分子探测磁共振技术能够在溶液环境准确无损地获取物质的组成和结构信息，是目前研究生物分子结构和动力学的

近期，中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心国际功能材料量子设计中心与中科院强耦合量子材料物理重点实验室曾长淦教授研究组及其合作者在kagome晶格新奇物性研究方面取得重要进展，以层状材料Fe3Sn2为平台首次在kagome晶格体系中实验观察到近乎无色散的平带电子结构，并结合理论阐明了其高温铁磁序的机制。相关结果以封面文章的形式近日发表在权威物理期刊《Phys. Rev. Lett.》上，并被刊物编辑部评选为Editors’ Suggestion。物理系博士生林志勇为文章

中国科大郭光灿院士团队研制出完全可控的相位消相干量子模拟器。该团队李传锋研究组与芬兰图尔库大学的理论研究组合作，成功研制出光子频率和相位均可调控的量子模拟器，通过编程控制即可实现任意的相位消相干过程。该成果8月27日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。经典计算机的基本单元是比特，其值可以是0或1。环境干扰导致比特的值由0变为1，1变为0时，就会出错。而量子计算机的基本单元是量子比特，可以处于0和1的叠加状态。环境干扰下即使0和1能够保持不变，量子比特依然会

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、周宗权等人成功研制出多自由度并行复用的固态量子存储器，在国际上首次实现跨越三个自由度的复用量子存储，并展示了时间和频率自由度的任意光子脉冲操作功能。该成果8月24日发表在国际权威期刊《自然•通讯》上。由于不可克服的光纤信道损耗，目前地面安全量子通信距离被限制在百公里量级。基于量子存储器的量子中继方案可以有效克服信道损耗从而拓展量子通信的工作距离，所以量子存储器是未来长程量子通信和量子网络的核心器件。量子网

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