郭光灿

中国科年夜郭光灿院士团队正在磁力体系研究取患上新进展。该团队的董春华传授研究组经由过程磁振子与高频声子彼此作用，正在磁力体系中完成宽带磁声混淆频次梳。该研究结果于2025年11月13日颁发正在国际学术期刊《PhysicsReviewLetters》。磁振子体系因其可以或许与光学光子、微波光子、机器声子和超导量子比特等多种自由度完成彼此耦合，最近几年来已成为构建混淆量子体系的抱负平台。此外，磁振子体系哄骗自旋（而非电荷）作为信息载体，使其正在年夜范围、低功耗信息处置惩罚范畴备受存眷。研究团队此前采纳工艺成熟的钇铁石榴石微球作为磁振子微腔，经由过程磁-力学彼此作用，正在具备机器模式的谐振腔中试验发生了磁振子频次梳，解锁了磁子频次梳用于传感以及计量的后劲(Phys. Rev. Lett. 131, 243601 (2023))。然而，今朝普遍应用的YIG微球虽具备较低的磁振子损耗，并撑持高质量光学模式与长命命机器振动，但其球腔布局招致模式体积较年夜、非线性系数较低，从而限定了磁子频次梳的频谱宽度，也制约了磁振子体系向年夜范围、可扩大标的目的的成长。图1：a.磁力薄膜微腔与微波谐振腔之间的耦合示用意；b.微波-磁振子-机器声

中国科年夜郭光灿院士团队正在量子体系的演变速率极限研究中取患上重要进展。该团队李传锋、刘曌地等人经由过程高精度地节制量子体系演变时间，间接丈量了量子体系演变速率，完成了基于可观丈量的多体量子速率极限。该结果10月31日颁发正在国际出名期刊《迷信·进展》上。从能量-时间没有肯定瓜葛成长而来的量子速率极限从底子上决议了量子体系演变的最年夜速率，关于完成量子态的疾速变换从而完成量子使命具备重要意思。然而，以前的研究事情首要聚焦正在单体量子体系的速率极限。试验上怎样摸索多体量子体系的速率极限，和噪声会怎样影响多体量子体系演变速率，仍然是亟待解决的问题。为了更好的节制量子体系的演变，研究团队后期已举行一系列的研究。起首成长了一套对光子偏振以及频次举行完整调控的要领，完成了彻底可控的相位退相关量子摹拟器[Nat.Co妹妹un. 9, 3453 (2018)]。接着，为了量子隐形传态使命中更好的降服噪声，开发了基于非局域影象效应的要领[Phys. Rev. A 102, 062208 (2020)]，以及只要对单量子体系举行相位调制的多体混淆纠缠要领[Science Advances 10, eadj343

中国科年夜郭光灿院士团队李传锋、陈耕等人与复旦年夜学环游、意年夜利那没有勒斯费德里克二世年夜学Alioscia Ha妹妹a等人互助，正在基于丈量的量子计较（measurement-basedquantumcomputation,MQC）的魔术资本实践研究中取患上重要进展。团队初次提出了“注入魔术资本”（invested magic resources）以及“潜正在魔术资本”（potential magic resources）两个焦点观点，犹如为量子计较历程装备了准确的“标尺”以及尺度的“量杯”，展现了量子计较上风的堆集历程。该实践为懂得以及量化量子计较的计较才能供给了全新的视角，并为设计更高效的量子算法指明标的目的。相干结果于10月16日以“Invested and Potential Magic Resources in Measurement-Based Quantum Computation”为题颁发正在国际出名期刊Physical Review Letters上。量子计较之以是可以或许超出经典计较，其焦点上风之一正在于它可以或许哄骗奇特的“魔术”（magic）资本——由Kitaev等人提出的T态或门操作。

中国科年夜郭光灿院士团队正在硅基半导体量子计较范畴取患上重要进展。该团队与根源量子计较有限公司互助，初次正在硅基资料中胜利完成共振互换量子比特（resonantexchange qubit, RX qubit）与高阻抗微波谐振腔的强耦合，耦合强度到达gs/(2π)=65.8 MHz，远超以后基于微磁体的翻转模式（flopping-mode）自旋量子比特系统的成果。该结果为完成全电控、可扩大的硅基量子处置惩罚器以及量子收集奠基了根蒂根基。研究结果以“Coupling between a Si/SiGe Resonant Exchange Qubit and a High-Impedance Microwave Resonator”于2025年10月10日颁发于国际出名物理学术期刊Physical Review Letters，并当选为“编纂保举（Editors’ Suggestion）”。硅基自旋体系的单比特与两比特门操作保真度已凌驾容错量子计较阈值，正在构建实用化量子芯片方面领有伟大后劲。怎样进一步将自旋量子比特扩大至更年夜范围是以后研究的重要课题。然而，基于临近耦合的传统阵列扩大方案布线庞大，且对

近日，中国科年夜郭光灿院士团队柳必恒研究组结合电子科技年夜学、奥天时迷信院等互助单元，正在量子纠缠检测方面取患上重要进展。研究团队哄骗机械进修要领，联合经典通讯计谋，完成了高效、低本钱的量子纠缠验证。结果以“Practical advantage of classical co妹妹unication in entanglement detection”为题，9月25日正在线颁发于《物理评论快报》，并当选为编纂保举文章正在期刊官网首页走光展示。量子纠缠是量子信息迷信中的焦点资本，是完成量子计较、量子通讯与量子收集等技能的要害。传统纠缠检测要领需经由过程量子态层析举行全状况重构，跟着体系维度增长，所需资本呈指数增加，难以使用于现实的高维或多系统统。为冲破这一瓶颈，研究团队提出将经典通讯引入纠缠检测历程，即正在许可Alice以及Bob之间举行单向经典通讯的框架（1-LOCC）下举行丈量。只管该框架无理论上具备统计上风，但试验完成难度年夜，对体系波动性以及反馈速率要求极高。为此，团队引入机械进修要领，哄骗变分天生优化收集（VGON）主动筛选出“最值患上实行1-LOCC的量子态”并天生最优检测计谋，将计谋天生时间

近日，中国科年夜郭光灿院士团队柳必恒研究组与瑞典隆德年夜学Armin Tavakoli博士、瑞士日内瓦年夜学Jef Pauwels博士互助，提出一种基于“随机存取码”的随机通讯框架，并正在高维量子光学平台上完成高胜利率的随机通讯，同时给出一种具备噪声鲁棒的高维纠缠认证方案。该结果以“Quantum Stochastic Co妹妹unication via High-Dimensional Entanglement”为题，于9月17日正在线颁发于《物理评论快报》。量子通讯被普遍以为是将来信息迷信的重要支柱，可以或许冲破经典通讯的机能极限，完成更高效、更保险的信息传输。然而，正在高维量子体系中充实开释量子上风，凡是依赖于庞大的高维量子门操作以及纠缠丈量（高维贝尔丈量），正在光子平台上完成这些操作极具应战，已成为制约试验进展的要害瓶颈。今朝试验研究多集中于二维或低维体系，高维纠缠的后劲远未获得充实阐扬。这一局限不只影响了量子密钥分发、随机数天生等前沿使用的推进，也阻碍了量子收集及将来量子互联网的成长。是以，怎样正在没有依赖庞大纠缠丈量以及多光子帮助的条件下，完成可扩大的高维量子通讯，成为以后亟待解决的焦点迷信

近日，中国科年夜郭光灿院士团队何力新研究组取患上冲破：提出了狭义Neumann定理，同一诠释了传统铁电与早先发明的分数目子铁电（FQFE），批改了恒久以来正在铁电资料研究中的经典实践。这一结果为懂得以及调控铁电性子供给了全新思绪。相干研究结果以“Generalized Neumann’s Principle as a Unified Framework for Fractional Quantum and Conventional Ferroelectricity”为题，9月9日颁发正在国际出名学术期刊《物理评论快报》上。铁电作为一种基本的物理效应，不只是凝聚态物理的重要研究标的目的，更是鞭策新一代信息技能与智能器件成长的要害，正在非易掉性存储器、智能传感、红外探测，和将来量子信息技能等范畴揭示出广漠的使用远景，是以恒久以来备受学术界与工业界的高度存眷。正在铁电研究中，Neumann定理被视为鉴定铁电性的基本原则而写入教科书。然而，最近几年来迷信家们正在一些晶体中发明了一类全新的铁电征象：分数目子铁电（Fractional Quantum Ferroelectricity, FQFE），表示正在某

中国科年夜郭光灿院士团队邹长铃传授与中国迷信院化学研究所车延科研究员、张闯研究员等互助，胜利研制出一种静止轨迹可编程的光致动器，用于集成光学芯片上的器件重构。该制动器由无机份子晶体构成，尺寸仅为微米量级，可以经由过程低功率激光远场照射的体式格局举行供能驱动以及轨迹调控，从而正在光芯片上完成直行、转弯、逾越波导静止，进一步完成对片上微布局的组装以及操控。基于此，研究团队初次正在光子芯片上完成了对微环谐振腔共振频次的静态、半永世性的紧密调控。该研究结果以“Optically-driven organic nano-step actuator for reconfigurable photonic circuits”为题，9月2日正在国际出名学术期刊《天然·通信》（Nature Co妹妹unications）上颁发。可重构光子集成路线是将来自顺应光计较、量子信息处置惩罚以及智能传感体系的焦点组件，其微纳布局的前期组装与静态重构才能是今朝该范畴面对的重要应战。传统器的调控手腕每每需求连续性的供能；而现有微操控技能，如光镊需正在液相情况中操作且近场探针易形成器件毁伤，均难以餍足片上非液相、非粉碎性以及低功耗操控的需要

中国科年夜郭光灿院士团队孙方稳课题组以及国度同步辐射试验室/核迷信技能学院邹崇文课题组互助，经由过程对二氧化钒（VO2）薄膜局域绝缘态-金属态相变的光学调控，完成外形可肆意重构的微纳米电畅通流畅路，并展示其正在固态自旋量子操控的使用。该结果8月29日以“Reconfigurable photothermal doping filament for selective spin manipulation and addressing”为题颁发正在《美国国度迷信院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）上。对微纳米标准电流的操控以及探测是完成信息以及能量传输的重要手腕，是以后集成电子学以及信息迷信的焦点技能，并正在量子迷信等前沿根蒂根基范畴被普遍研究以及使用。跟着信息处置惩罚需要的增长，基于传统半导体工艺的微纳电子器件愈来愈庞大，功耗愈来愈年夜。可重构电子器件为成长下一代信息技能供给一种新方案，与传统繁多功用电子器件没有同，其可以或许凭据使命需要静态转变本身功用特征，具有正在没有增长集成电子器件数目以及布局庞大度的环境下完成更多功用的后劲。孙方稳课题

中国科年夜郭光灿院士团队正在半导体量子比特门操控方面取患上重要进展。该团队郭国平传授、李海欧传授与根源量子等互助，正在锗硅异质结布局半导体量子点系统中完成了保真度凌驾99.9%的几何量子门操作，为构建年夜范围容错量子计较处置惩罚器供给了要害技能。研究结果以“High-fidelity geometric quantum gates exceeding 99.9% in germanium quantum dots” 为题，于8月26日正在线颁发正在国际出名期刊《天然通信》上。半导体量子点依附其兼容成熟半导体系体例造工艺的可集成性，已成为完成可扩大量子计较的重要平台。基于锗硅异质结布局（2DHG）的量子点因其超高的空穴载流子迁徙率以及超强的自旋轨道耦合等上风，可以完成全电学操控而遭到海内内科研团队的普遍存眷。然而，跟着量子比特数量的增多，半导体量子计较正步入中等范围含噪声量子（NISQ）时代。正在年夜范围量子比特阵列中，没有同比特面对的噪声情况差别伟大，亟需开发高保真度、强噪声鲁棒性的量子比特操作方案。与传统量子门依赖能源学相位累积没有同，几何量子门经由过程参数空间中演变路径的几何外形来肯定几何相位，几何相位具