研究进展

中国科大潘建伟教授及其同事陆朝阳等与中科院上海微系统与信息技术研究所尤立星研究员小组合作，实验研究了一种量子计算模型“玻色采样”对光子损失的鲁棒性，证明容忍一定数目光子损失的玻色采样可以带来采样率的有效提升。该研究成果为通过玻色采样实现量子霸权开辟了一条高效的途径，于6月6日以“编辑推荐文章”（Editors’Suggestion）的形式在线发表于《物理评论快报》。美国物理学会Physics网站邀请澳大利亚量子计算和量子通信技术国家研究中心Austin Lun

中国科大潘建伟教授及其同事彭承志、印娟、张强、陈宇翱等组成的研究团队，在国际上首次实验实现了基于人类自由意志和超高损耗下的贝尔不等式检验。他们在上述研究成果中，首先提出了基于人类自由意志、在地球-月球之间开展贝尔不等式检验的方案，发展了GHz亮度的纠缠源和高时间分辨探测系统，实现了超高损耗下的人类自由意志参与的贝尔不等式检验，该成果于4月5日发表在《物理评论快报》上；在此基础上，他们进一步与世界上多个研究小组合作，通过“大贝尔实验”（Big Bell Test）国际合作的

中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组在量子力学基本问题研究中取得新进展，该实验室李传锋、柳必恒等人与西班牙、匈牙利和德国的理论物理学家合作，首次实验证实了量子力学中强于二值关联的存在。该成果5月4日发表在《物理评论快报》上，并入选“编辑推荐文章”。20世纪著名物理学家约翰·惠勒曾经提出一个令人深思的论断“万物源于比特（It from bit）”。这种观点认为信息是非常基本的，宇宙万物（包括任何粒子和场，甚至时空）都起源于信息的基本单元——比特。

中国科大郭光灿院士团队在非互易光子器件研究方面取得重要进展。该团队的董春华研究组首次利用回音壁模式微腔中腔光力的非互易特性，实现了全光控制的非互易多功能光子器件，并首次实现集成光学定向放大器。该成果于5月4日在线发表在国际权威期刊《NatureCommunications》上。光在一般介质中具有双向传输的互易性，而打破这种互易性，即实现对光传输方向的非互易性，在经典和量子信息处理中具有重要意义。光环形器、隔离器、定向放大器等是典型的非互易器件。其中光环形器

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提出并实验实现了一种基于金刚石氮-空位（NV）色心量子传感器的新零场顺磁共振方法，打破了传统顺磁共振信号强度对热极化的依赖，将零场顺磁共振的空间分辨率从厘米量级提升至纳米级，为零场顺磁共振的实用化开启了一条新途径。该研究成果以“Nanoscale zero-field electron spin resonance spectroscopy”为题，发表在2018年4月19号的《自然-通讯》上[Nature Commun

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、项国勇研究组与复旦大学、北京理工大学、南京邮电大学的合作者提出基于光子量子行走的确定性集体测量方法，在实验上实现了目前国际上最高效的量子态层析测量。该研究成果4月12日在线发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。 量子测量是提取量子系统信息必不可少的手段，因此探索量子测量的能力和局限性对不确定性关系、非局域性等量子物理基本问题研究以及量子计量、量子成像、引力波探测等应用都具有重要意义。由

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与新加坡国立大学龚江滨教授的理论研究组合作，利用金刚石中的单自旋量子模拟器，首次实现了广义索利斯泵的实验观测。研究成果发表在3月19日的《物理评论快报》上[Phys.Rev.Lett.120,120501(2018)]。 相传两千多年前，阿基米德设计了一种机械装置，用于把水从低处抽往高处。该装置被称为阿基米德螺旋泵，它的主体由一个圆

中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在开放量子系统的实验研究中取得重要进展，该实验室李传锋、唐建顺等人首次实验实现动力学演化过程的特征谱测量，并用来探测演化的非马尔科夫性。该研究成果2月8日发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。开放量子系统不可避免地与环境相互作用，一般情况下系统的信息会不断地流入环境，这就是马尔科夫过程。然而有些情况下，比如环境比较小时，系统流入环境的信息可以部分甚至全部地回流到系统中，这就是非马尔科夫过程。探测演化过程的非马尔科夫性是近

中国科大郭光灿院士团队在量子模拟方面取得重要进展，该团队周正威教授研究组与美国莱斯大学、加州大学圣迭戈分校、中科院物理所合作，提出了一种在冷原子系统中模拟磁单极场的新方案，从而为在冷原子系统中研究曲面上的量子霍尔效应及寻找新的奇异量子态提供了理论指导。相关研究成果3月29日发表在《物理评论快报》上 [Phys. Rev. Lett. 120, 130402 (2018)]。　如何在冷原子系统中模拟有效规范场，从而实现中性原子的量子霍尔效应，一直是超冷气

中国科大赵瑾教授研究组与匹兹堡大学Hrvoje Petek教授合作，在金属纳米颗粒与石墨界面的电子超快相干转移及掺杂半导体中电子-空穴复合的微观机理研究领域取得重要新进展，相关研究成果近期相继发表在国际著名学术期刊《Phys. Rev. Lett.》与《Nano Lett.》上。通常，金属/半导体（半金属）异质界面的电子转移需要首先激发热电子，然后热电子跨越界面势垒（例如肖特基势垒），进而完成电子转移。然而，热电子的寿命很短，势垒的存在极大地限制了电子转移的效率。高效