杜江峰

近日，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在量子控制研究领域取得重要进展：该实验室的荣星和耿建培等在固态自旋体系中实现时间最优量子控制，研究成果发表在国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》上[PhysicalReviewLetters117,170501(2016)]。美国物理学会网站PhysicsSynopsis栏目将该成果作为亮点报道。量子控制是现代量子科学的基础，在

近日，中国科大杜江峰院士领衔的实验课题组和耶鲁大学理论合作者蒋良教授，利用金刚石中自旋作为量子模拟器，在国际上首次直接测量了拓扑数。研究成果以“编辑推荐”的形式发表在8月4日的《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 117, 060503 (2016)]。拓扑数可以用来表征一种特殊的相变——拓扑相变，这种相变无法用朗道对称性破缺理论解释。自量子霍尔效应发现以来，许多拓扑相被理论预测和实验验证，然而在实验上直接测量拓扑数仍然是一项挑战。目前拓扑

近日，中国科大杜江峰院士领导的研究组在纳米力学研究上取得系列重要进展，使用新方法在实验上产生了超强非线性效应并实现非对称的振动传播，相关研究成果分别发表在《自然-通讯》（Nat.Commun.7:11517(2016)）和《物理评论快报》（Phys.Rev.Lett.117,017701(2016)）上。　纳米力学主要研究纳米尺度物质的力学性质和动力学问题，有非常广泛和重要的科研和应用价值。传统的

　中国科大杜江峰研究组在固态自旋体系中实现了达到容错阈值的普适量子逻辑门，这一结果代表了目前固态自旋体系量子操控精度的世界最高水平，研究成果发表在11月25日的《自然.通讯》上[NatureCommunications6,8748(2015)]。　量子计算作为一种新型的信息处理方式，利用量子叠加性使得大量计算任务能够同时进行，因此能够有效处理经典计算科学中许多难以解决的问题。然而要实用化量子计算就必须克服退相干效应等诸多不利

中国科大杜江峰教授研究团队在量子精密测量领域取得突破，利用金刚石中的固态电子自旋，世界上首次实现了室温大气下纳米级分辨率的微波场磁场分量矢量重构测量。该工作以“High-resolution vector microwave magnetometry based on solid-state spins in diamond”为题发表在国际重要学术期刊《自然·通讯》杂志上。　微波是指波长在大约在1米至1毫米、对应频率在约300MHz到300GHz范围之间的电磁波，自1

中国科大杜江峰教授领衔的研究团队将量子技术应用于单个蛋白分子研究，在室温大气条件下获得了世界上首张单蛋白质分子的磁共振谱。该成果3月6日发表在《科学》上[Science 347, 1135 (2015)]。同期《科学》“展望”栏目专文报道评价“此工作是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑”。该研究不仅将磁共振技术的研究对象从数十亿个分子推进到单个分子，并且“室温大气”这一宽松的实验环境为该技术未来在生命科学等领域的广泛应用提供了必要条件，使得高分辨率

近日，中国科大近代物理系杜江峰教授团队的彭新华教授等和香港中文大学刘仁保教授的理论研究组合作，在多体系统的量子模拟方面取得重要进展，在国际上首次成功实现了探测虚磁场中李-杨零点的实验。该研究成果作为“编辑推荐（Editors’Suggestion）”论文发表在近日出版的国际权威物理学期刊《物理评论快报》上(Phys.Rev.Lett.114,010601(2015))，同时被美国物理协会（APS）的“Physics”栏目以“Viewpoint”形式做了专题介绍。195

中国科学技术大学杜江峰教授课题组在量子模拟的实验研究中取得重要进展。他们在国际上首次实验实现了压缩量子模拟方法，将原先需要n量子比特的量子模拟任务压缩到仅需log(n)量子比特并在实验中成功实现。利用该方法，他们使用核磁共振量子模拟器成功研究了一个32自旋链的基态性质。这一实验的成功实现预示着量子模拟能解决的问题尺度将大为增加，为量子模拟超越经典计算提供可能。相关研究成果发表在近日出版的《物理评论快报》上，并被选为该期编辑推荐亮点文章。在多体量子系统的研究中，若直接使

中国科大杜江峰教授研究组经过三年多努力，搭建了一系列具有国际领先水平的光探测磁共振实验平台，开展基于掺杂金刚石单自旋的量子计算与弱磁信号灵敏探测等前沿科学研究，取得了一系列重要的进展。相关成果发表在2014年《自然》、《自然 • 物理》和《物理评论快报》上。精确操控量子比特是量子计算的核心问题之一。对于电子自旋量子比特而言，核自旋热库噪声和驱动场噪声使得实现精确操控极具挑战性。杜江峰教授研究组利用两种新颖的方法，有效抑制了这两种噪声，实现了对单电子自旋的精

日前，中国科大杜江峰教授研究组成功地在室温大气环境下实现了单核自旋对的探测及其原子尺度的结构分析。该实验利用掺杂金刚石中的氮-空位单电子自旋（以下简写为NV）作为磁探针，刻画出两个核自旋的相互作用和原子尺度上的结构及取向信息。此结果表明，动力学解耦作用下的NV探针是实现单分子结构解析和谱学分析的有力工具，可帮助我们直接测量原子尺度上单个物质单元的组成、结构及动力学性质，获取被系综统计平均掩盖的个体单元独特信息，从而更本质地理解物质的结构与性质，为实现亚纳米尺度上的磁共振成