研究进展

近日，中国科学技术大学杨上峰教授、杨金龙教授、季恒星教授等课题组合作，在少层黑磷的化学功能化及稳定性研究方面取得新进展。他们通过叠氮化合物与少层黑磷纳米片反应，成功实现了五配位共价功能化少层黑磷纳米片，显著提高了其在水中的稳定性，效果优于文献中报道的其他化学功能化方法。相关研究成果于12月10日在线发表在国际著名学术期刊《德国应用化学》上（Angew. Chem. Int. Ed.2018,10.1002/anie.201813218）。少层黑磷作为一种新

中国科大潘建伟教授及同事陈帅、邓友金等与北京大学刘雄军、维也纳工业大学、卡尔加里大学的合作者们，在超冷原子拓扑量子体系的实验研究方面取得新进展。他们用量子淬火动力学方法在人工合成的二维自旋轨道耦合超冷原子体系中得到了直接判断体系拓扑的动力学判据，并据此精确测定了体系的拓扑相图。相关研究成果于12月18日在线发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上[https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.250403]。该成果开创了用非平衡态动力学来

中国科大郭光灿院士团队在量子信息领域的研究中取得新进展，该团队李传锋、陈耕等人在测量设备不可信条件下实验获知了未知量子纠缠态保真度信息，首次在国际上实现了量子纠缠态的自检验。该研究成果12月13日发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。量子纠缠是量子信息领域的重要资源。学术界通常采用量子态层析的办法来测定量子纠缠态，这种方法类似于医院中的CT扫描。通过量子态层析可以重构出纠缠态的形式，进而获得纠缠态的保真度等重要信息。然而量子态层析方法依赖于测量设备的准确性和可靠性，不

中国科大郭光灿院士团队在量子模拟研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时、韩永建等人与其合作者利用自主研制的光学量子模拟器研究马约拉纳零模的非阿贝尔交换特性，实现了具有拓扑特性的非阿贝尔几何相位，并演示了拓扑量子计算的普适量子门操作。该成果2018年10月19日在线发表在国际权威期刊《科学·进展》上。马约拉纳零模是近年来物理学的研究热点。常见的玻色子和费米子具有阿贝尔统计特性，而马约拉纳零模的特异之处在于它具有非阿贝尔统计特性，可以用来实现拓扑量子计算。问题是怎么才能

10月9日，国际著名学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）在线发表了中国科大杨上峰教授课题组在富勒烯的新应用方面的研究成果，文章标题为“Stabilizing black phosphorus nanosheets via edge-selective bonding of sacrificial C60molecules”。该工作通过将富勒烯C60选择性地共价连接在黑磷纳米片边缘，利用富勒烯的高稳定性将其用作保护盾牌，显著提高了

近日，中国科大教授潘建伟及其同事张强、范靖云、马雄峰等与中科院上海微系统与信息技术研究所和日本NTT基础科学实验室合作，在发展高品质纠缠光源和高效率单光子探测器件的基础上，利用量子纠缠的内禀随机性，在国际上首次成功实现器件无关的量子随机数。相关研究成果于北京时间9月20日凌晨在线发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上（http://dx.doi.org/10.1038/s41586-018-0559-3）。这项突破性成果将在数值模拟和密码学等领域得到广泛的应用，有望形成新的

中国科大杜江峰院士领衔的研究团队运用量子技术首次在室温水溶液环境中探测到单个DNA分子的磁共振谱，从而向运用单分子磁共振研究生物分子在生理环境中的构像和分子间相互作用迈出了重要一步。该工作发表在2018年9月出版的《自然-方法》上[Nature Methods 15, 697–699 (2018)]，并被选为五篇封面标题文章之一。图注：基于钻石传感器实现水溶液中的DNA分子探测磁共振技术能够在溶液环境准确无损地获取物质的组成和结构信息，是目前研究生物分子结构和动力学的

近期，中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心国际功能材料量子设计中心与中科院强耦合量子材料物理重点实验室曾长淦教授研究组及其合作者在kagome晶格新奇物性研究方面取得重要进展，以层状材料Fe3Sn2为平台首次在kagome晶格体系中实验观察到近乎无色散的平带电子结构，并结合理论阐明了其高温铁磁序的机制。相关结果以封面文章的形式近日发表在权威物理期刊《Phys. Rev. Lett.》上，并被刊物编辑部评选为Editors’ Suggestion。物理系博士生林志勇为文章

中国科大郭光灿院士团队研制出完全可控的相位消相干量子模拟器。该团队李传锋研究组与芬兰图尔库大学的理论研究组合作，成功研制出光子频率和相位均可调控的量子模拟器，通过编程控制即可实现任意的相位消相干过程。该成果8月27日发表在国际权威期刊《自然·通讯》上。经典计算机的基本单元是比特，其值可以是0或1。环境干扰导致比特的值由0变为1，1变为0时，就会出错。而量子计算机的基本单元是量子比特，可以处于0和1的叠加状态。环境干扰下即使0和1能够保持不变，量子比特依然会

中国科大郭光灿院士团队在量子存储领域取得重要进展，该团队李传锋、周宗权等人成功研制出多自由度并行复用的固态量子存储器，在国际上首次实现跨越三个自由度的复用量子存储，并展示了时间和频率自由度的任意光子脉冲操作功能。该成果8月24日发表在国际权威期刊《自然•通讯》上。由于不可克服的光纤信道损耗，目前地面安全量子通信距离被限制在百公里量级。基于量子存储器的量子中继方案可以有效克服信道损耗从而拓展量子通信的工作距离，所以量子存储器是未来长程量子通信和量子网络的核心器件。量子网