郭光灿

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

中国科大郭光灿院士团队首次在量子行走中直接测量拓扑不变量：该团队李传锋、韩永建、许小冶等人提出基于时间复用的新型量子行走方案，建成了50步的光学量子行走实验系统，并基于该系统首次直接测量具有手征对称性的量子行走中的体拓扑不变量。该成果6月26日发表在《物理评论快报》上。量子行走是量子信息领域的重要研究方向，理论上已经证明基于该模型可以实现普适的量子计算。尽管目前已有多种实现量子行走的物理系统，但如何提高其行走规模一直是个重大难题。李传锋研究组通过多年尝试，成功建成可以

中国科大郭光灿院士团队在包含双折射晶体的干涉理论和实验研究中取得重要进展，该团队史保森教授、周志远副研究员等首次建立了双折射干涉仪的量子理论模型，揭示了光子在双折射干涉仪中的干涉行为，并在实验上得到完美的验证。这项研究成果6月26日发表在国际物理权威期刊《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 120,263601(2018)]。干涉仪是现代科学技术不可缺少的工具，被广泛用于研究光学以及相关的其它科学领域。自狄拉克时代起，人们就对光子的干涉行为

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

中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在半导体量子比特扩展方面再获新进展：该实验室半导体量子芯片研究组郭国平教授与其同事肖明、李海欧和曹刚等人创新性地设计并制备了半导体六量子点芯片，并在实验上实现了三量子比特的Toffoli门操控。这是国际上首个在半导体量子点体系中实现的三量子比特逻辑门，为未来集成化半导体量子芯片的研制奠定了坚实基础。相关成果发表在2月15日出版的应用物理权威期刊《Physical Review Applied》上。开发与现代半导体工艺兼容