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中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队基于“九章”光量子计算原型机完成了对“稠密子图”和“Max-Haf”两类图论问题的求解，通过实验和理论研究了“九章”处理这两类图论问题为搜索算法带来的加速，及该加速对于问题规模和实验噪声的依赖关系。该研究成果系首次在具有量子计算优越性的光量子计算原型机上开展的面向具有应用价值问题的实验研究。相关论文近日以“编辑推荐”的形式发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上，并被Physics网站专题报道。图片1：“九章”量子计算原型机与图论问题对应关系原理示意图量子计算机的物理实现是当前科技前沿的重大挑战之一。国际学术界对量子计算的实验发展制定了三步走的路线图，其中第一步是实现“量子计算优越性”。“量子计算优越性”是指，通过高精度地操纵近百个物理比特，高效求解超级计算机无法在合理时间内解决的特定的高复杂度数学问题。这一步的意义在于首次从实验上确凿地证明量子计算加速，并挑战“扩展的丘奇—图灵论题”。2019年底，美国谷歌公司利用超导量子比特宣布实现“量子计算优越性”，但随之经典模拟算法取得快速发展，谷歌的这一宣称受到挑战。2020年

中国科大郭光灿院士团队在量子密钥分发（QKD）的实际安全性研究方面取得重要进展。该团队韩正甫、王双、银振强、陈巍等发现了QKD发送端调制器件的一种潜在安全性漏洞，并利用该漏洞完成的量子黑客攻击实验表明：当QKD的发送端未对该漏洞进行严格防护时，攻击者有可能利用其获取全部的密钥信息。相关研究的两项成果分别于4月20日和5月16日在线发表在国际学术知名期刊《Optica》[Optica, 10, 520-527(2023)]和《Physical Review Applied》[Physical Review Applied, 19,054052(2023)]上，并入选当期的编辑推荐工作。QKD理论上可以在用户之间生成信息论安全的密钥，然而实际设备的非理想特性可能会与理论假设不符，从而被窃听者利用。因此，对QKD系统的实际安全性进行全面而深入的分析，进而设计更完善、更安全的实际系统，是推进QKD实用化的重要环节。郭光灿、韩正甫研究组在QKD系统的实际安全性分析及攻防技术上取得了一系列研究成果，包括：发现探测设备的雪崩过渡区控制漏洞[Physical Review Applied, 1

中国科大郭光灿院士团队在集成化量子光源制备研究中取得重要进展。该团队任希锋研究组基于低温集成自发四波混频过程，展示了低温条件下集成量子纠缠光源的制备，相关成果于6月2日发表在光学知名学术期刊Optica上。光量子集成芯片，以其极高的相位稳定性和可重构性，逐渐发展成为展示新型量子应用、开发新型量子器件的理想平台。目前大多数光量子集成器件聚焦于室温条件下的功能，但许多量子元件（如超导纳米线单光子探测器）和半导体、超导量子计算系统，都需要在低温条件下运行。为了实现光量子系统的全片上集成和光互联不同量子计算系统构建量子网络，低温非线性过程研究不可或缺。研究组将集成微纳硅波导置于低温腔中，研究了4 K—294K温度下硅波导中的自发四波混频过程，并基于该过程实现了低温集成量子纠缠光源的制备。图1.低温集成量子光源实验系统该成果成功地将基于自发四波混频过程的量子光源扩展到低温条件，为光量子器件的全片上集成和低温条件下非线性光学的进一步应用奠定了基础。审稿人对该工作给出了高度评价：“This paper provides useful insight into the study of i

康斯坦茨大学Peter Baum团队将透射电子显微镜的时间分辨率提升到了阿秒量级，并将材料内外的电磁近场解析为时空中的动态影像，为纳米材料和介电超原子的功能提供了新的见解。该结果表明了结合电子显微镜和阿秒激光科学，从空间和时间的基本维度来理解光与物质相互作用的价值，对进一步理解和控制纳米尺度下的光与物质相互作用有着重要意义。该成果于5月31日发表在《自然》杂志上。© Nature 研究论文以《阿秒电子显微镜观察亚周期光学动力学(Attosecond electron microscopy of sub-cycle optical dynamics)》为题发表于《自然》杂志。光与物质之间的相互作用是自然界中最普遍的现象之一，其在太阳能电池、显示器或激光器等设备中无处不在。这些相互作用是由光的振荡推拉电子所定义的，而这种动力学过程非常快：光波在阿秒量级振荡，即一秒的一百亿亿分之一。一直以来，直接在时空中可视化这些极快的过程是非常困难的，但康斯坦茨大学的研究团队现在成功实现了这一目标。阿秒场周期对比电子显微镜的原理示意图“如果你仔细观察会发现，几乎所有光学、纳米光子学或超材料中的

表面彩虹和热学光子学结构中的光与物质相互作用及其应用

甚大望远镜光干涉时代的超大质量黑洞及其相关研究

中国科大郭光灿院士团队胡晓敏、郭钰、柳必恒、李传锋等人受邀为《自然·综述物理》撰写量子隐形传态综述论文。5月24日，论文以 “量子隐形传态进展”（Progress in quantum teleportation）为题在线发表。近年来，李传锋、柳必恒研究组致力于高维量子隐形传态及量子网络的实验研究，制备出世界上保真度最高的32维量子纠缠[PRL125, 090503 (2020)]，实现了高维纠缠在11公里光纤中的有效传输[Optica 7, 738 (2020); PRL126, 010503 (2021)]，实现高效量子纠缠探测[PRL127, 020401 (2021); PRL127, 220501 (2021); PRL 129, 030502 (2022); PRL129, 060402 (2022)]、高维量子密集编码[Sci. Adv. 4, eaat9304 (2018)]和高维量子导引[PRL123, 170402 (2019); Optica 10, 66 (2023)]，并在此基础上实现了高维量子隐形传态[PRL 125, 230501 (2020)]等

量子增强的光学传感与成像

中国科学技术大学潘建伟、张强等与清华大学王向斌、济南量子技术研究院刘洋、中国科学院上海微系统所尤立星、张伟君等合作，通过发展低串扰相位参考信号控制、极低噪声单光子探测器等技术，实现了光纤中1002公里点对点远距离量子密钥分发，不仅创下了光纤无中继量子密钥分发距离的世界纪录，也提供了城际量子通信高速率主干链路的方案。相关研究成果于5月25日发表在国际学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）杂志。量子密钥分发（QKD）基于量子力学基本原理，可以在用户间进行安全的密钥分发，结合“一次一密”的加密方式，进而可实现最高安全性的保密通信。然而，量子密钥分发的距离一直受到通信光纤的固有损耗和探测器噪声等因素的限制。双场量子密钥分发（TF-QKD）协议利用单光子干涉的特性，将成码率与距离的关系从一般量子密钥分发的线性关系提升至平方根的水平，因此可以获得远超过一般量子密钥分发方案的成码距离。在这项工作中，研究团队采用了王向斌等提出的“发送-不发送”双场量子密钥分发协议，该协议在现实条件下可以有效地提升量子密钥分发系统工作距离。为了进行极远距离的量子密钥分发，

5月25日，密歇根大学宣布投资5500万美元启动量子研究所（Quantum Research Institute），用于推动量子互联网的发展，以及创建可持续性创新（如碳捕获和能量收集）的量子工程应用。量子研究所依托密歇根大学的量子材料和量子光研究的学科优势，致力于促进密歇根大学教师、政府和行业合作伙伴之间的研究合作。研究所通过运营研究孵化器，为教师提供包括种子资金在内的一系列服务和资源，帮助他们竞争大规模的外部资助，以便更好地开展科研项目。同时，研究所将任命20名密歇根大学教职员工，在未来六个月内开展一项跨学科的量子研究战略计划。除了研究之外，研究所还将增加新课程，进一步扩展学术课程，帮助学生为未来就业做好准备。密歇根大学将借助量子研究所设立的奖学金招募能力强、多元化的研究生和博士后研究员，与教师合作开展多学科研究项目。新成立的量子研究所将招募八名新教师，涵盖密歇根大学物理学、电气工程和计算机科学以及材料科学等量子相关领域的专业的人才。物理系Harrison M. Randall教授、Steven Cundiff和电气工程和计算机科学系Mack Kira教授将担任该研究