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《量子信息科技动态快报》

  • 来源专题:量子信息科技
  • 编译类型:快报,简报类产品
  • 发布时间:2023-11-30
量子信息科技动态快报旨在刊载量子通信、量子计算和量子精密测量等方面的最新重要消息,为行业用户提供高质量情报编译信息,促进我国量子信息科技领域的交流与合作,助力量子信息科技生态建设。
  • 1. 九章光量子计算原型机求解图论问题
    于杰平
      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2023年5月9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。     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,中国科大潘建伟团队成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”,首次达到基于光子的“量子计算优越性”里程碑。2021年,潘建伟团队进一步成功研制了 “祖冲之二号”和“九章二号”,使得我国成为唯一在两种技术路线都达到了“量子计算优越性”的国家。   目前,仅有谷歌、中国科大、以及加拿大Xanadu三个团队实现了“量子计算优越性”的目标。而只有在实现“量子计算优越性”的基础上,量子计算应用的实验研究才有望带来量子加速。因此,国际学术界下一阶段的一个重要科研目标是探索利用量子计算原型机演示具有实用价值的问题的求解。   近期,潘建伟团队在继续发展更高质量和更强拓展性的光量子计算原型机的同时,开展了将“九章”所执行的高斯玻色采样任务应用于图论问题的研究探索。图论起源于著名的“哥尼斯堡七桥问题”,被广泛用于描述事物之间的关系,例如社交网络、分子结构和计算机科学中的许多问题均可对应到图论问题。高斯玻色采样与图论问题具有紧密的数学联系,通过将高斯玻色采样设备的每个输出端口映射到图的顶点,将每个探测到的光子映射到子图的顶点,研究人员可以利用实验得到的样本加速搜索算法寻找具有更大密度或Hafnian的子图的过程,从而帮助这两类图论问题的求解。这两类图论问题在数据挖掘、生物信息、网络分析和某些化学模型研究等领域具有重要应用。该工作中,研究人员首次利用“九章”执行的高斯玻色采样来加速随机搜索算法和模拟退火算法对图论问题的求解。研究人员在实验中使用了超过20万个80光子符合计数样本,相比全球最快超级计算机使用当前最优经典算法精确模拟该实验的速率快约1.8亿倍。      论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.190601   Physics网站报道:https://physics.aps.org/articles/v16/s64

    发布时间: 2023-10-12

  • 2. 实现接近量子极限的光学时间传递
    于杰平
     2023年6月21日,美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究团队发展了时间可编程光频梳技术,将接收功率的最小值从数纳瓦特降低到了仅为数百飞瓦特,接收功率接近量子极限。研究团队展示了在创纪录的300公里自由空间距离和创纪录的102dB链路损耗下,以仅4.0毫瓦的输出功率实现了阿秒级时间传输,远远优于分布式相干传感、秒重新定义以及基础物理学检验所要求的水平。该成果验证了在高损耗星地链路中实现大规模自由空间时间频率传递网络的可能性。相关论文于发表在《自然》杂志上。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06032-5 报道链接: https://phys.org/news/2023-06-team-lays-groundwork-future-ultra-precise.html

    发布时间: 2023-10-12

  • 3. 实现迄今最高精度的电子电偶极矩测量
    于杰平
    2023年7月6日,美国实验天体物理联合研究所(JILA)的研究团队将电子电偶极矩(eEDM)上界值压缩到4.1×10-30e·cm,比之前的最好结果提升了2.4倍。这项新的测量意味着,如果将电子的大小比作地球,那么它形状中的任何不对称性都必须小于一个原子的尺度。该成果使得人们能够搜寻新粒子,所覆盖的质量范围可达到比目前大型粒子对撞机所能实现的能量还要高十倍,并可能有助于解释宇宙中正反物质的非对称性。该成果发表在《科学》杂志上。 为了评估电子的形状,研究团队观察了电子在电场中的旋转情况。如果电子不是球形而是稍微偏向一侧(有电偶极矩,eEDM),电场将对其施加扭矩,就像重力使一个竖立的鸡蛋倾倒一样。与原子相比,使用分子可以提高对eEDM的测量精度。为了观察到这种扭矩,研究团队观察了铪氟化物分子(HfF+)的带电能级变化,对电子施加的扭矩将导致分子在相对于电场方向不同的取向下有不同的能级。他们探测了电子的磁矩与分子内电场同向与反向两种构型之间的能级位移,从而得到了eEDM大小的上界为4.1×10-30e·cm。   这一结果使得研究团队能够搜索质量高达40TeV的未发现粒子,这是欧洲核子研究组织(CERN)的大型强子对撞机可观测能量的10倍。目前,新的结果没有发现任何隐藏的粒子的痕迹,这仍然没有解开物质为何比反物质更多的谜团。芝加哥大学的物理学家David DeMille表示,“我们仍然面临着关于宇宙中存在着什么奥秘的问题。” 论文链接: https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg4084 报道链接: https://www.sciencenews.org/article/electron-round-new-measurement-matter-physics

    发布时间: 2023-10-12

  • 4. 中国科大在量子点-谐振腔杂化系统的动力学驱动研究中取得重要进展
    于杰平
     中国科大郭光灿院士团队在半导体量子点-微波谐振腔杂化系统的动力学驱动研究中取得重要进展。该团队郭国平教授和曹刚教授等人与马德里材料科学研究所西格蒙德·科勒(Sigmund Kohler)高级研究员以及本源量子计算有限公司合作,从实验和理论上研究了非色散耦合的受驱量子点-微波谐振腔杂化系统,发展并验证了一种可适用于不同耦合强度和多量子比特系统的响应理论方法。研究成果以“Probing Two Driven Double Quantum Dots Strongly Coupled to a Cavity”为题,作为封面文章发表在6月9日出版的国际物理知名期刊《Physical Review Letters》上。     论文链接:https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.130.233602

    发布时间: 2023-10-12

  • 5. 中国科大在可扩展多体纠缠态的制备和测控方面取得重要进展
    于杰平
    中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与清华大学马雄峰、复旦大学周游合作,使用光晶格中束缚的超冷原子,通过制备二维原子阵列、产生原子比特纠缠对、连接纠缠对的分步扩展方式制备了多原子纠缠态,并通过显微学技术调控和观测了其纠缠性质,向制备和测控大规模中性原子纠缠态迈出重要一步。这项研究成果近日发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上,美国物理学会“Physics”以《光晶格量子计算机的里程碑》(Milestone for Optical-Lattice Quantum Computer)为题作了报道。  量子纠缠是量子计算的核心资源,量子计算的能力将随纠缠比特数目的增长呈指数增长。因而,大规模纠缠态的制备、测量和相干操控是该研究领域的核心问题。在实现量子比特的众多物理体系中,光晶格中的超冷原子比特具备良好的相干性、可扩展性和高精度的量子操控性,成为实现量子信息处理的理想物理体系之一。自2010年开始,中国科大研究团队系统地研究了光晶格中原子的多体相变、原子相互作用、熵分布动力学等,并于2020年实现纠缠保真度为99.3%的1000多对原子纠缠态[Nature Physics 12, 783(2016);Nature Physics 13, 1195(2017); Science, 369, 550(2020)]。这一系列研究工作推动了原子纠缠对保真度的提升和原子并行操控能力的增强,为连接扩展成更大的多原子纠缠态、进而开展量子计算研究打下基础。但是,在之前的工作中,由于技术上对单原子比特操控能力仍然不足、光晶格相位漂移较大、缺乏多原子纠缠判定的有效方法,进一步连接纠缠对和测控多原子纠缠态遇到了瓶颈问题。 为了解决上述问题,潘建伟、苑震生团队研发了一种新型的等臂交叉束干涉、自旋依赖超晶格系统,并集成了自主研发的单格点分辨、宽波段消色差的量子气体显微镜和多套用于光斑形状编辑的数字微镜,兼具多原子全局并行和局域单格点测控的能力,且实现了晶格相位长期稳定。在此基础上,该团队取得了填充率为99.2%的原子二维阵列的制备及原位观测,选择其中49对原子制备了纠缠贝尔态,平均保真度为95.6%,寿命为2.2秒;进一步,他们使用纠缠门将相邻纠缠对连接起来,制备了10原子一维纠缠链和8原子二维纠缠块,首次突破了光晶格中原子纠缠对连接和多原子纠缠判定的瓶颈,为开展更大规模的光晶格量子计算和模拟打下基础。   中国科学技术大学博士后章维勇、博士生何明根和博士后孙辉为论文的共同第一作者。该研究工作得到国家自然科学基金委、科技部、安徽省等的支持。   论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.073401   Physics报道:https://physics.aps.org/articles/v16/s122

    发布时间: 2023-10-12

  • 6. 中国科大探索万有引力对粒子自旋的作用
    于杰平
     2023年5月15日,中国科学技术大学盛东教授与卢征天教授的联合课题组利用高精度氙同位素共磁力仪寻找中子自旋与万有引力的耦合效应,实验发现中子在自旋朝上与朝下之间的重量差别小于十万亿亿分之二(<2×10-21),结果将该效应的耦合强度设定了新的上限。        论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.201401   《物理》杂志报道链接:https://physics.aps.org/articles/v16/80

    发布时间: 2023-10-12

  • 7. 中国科大实现超越海森堡极限精度的量子精密测量
    于杰平
     2023年5月1日,中国科大郭光灿院士团队在量子精密测量的研究中取得重要进展。该团队李传锋、陈耕等人与香港大学同行合作,利用量子不确定因果序实现了超越海森堡极限精度的量子精密测量。     量子精密测量致力于把量子力学原理运用到各种测量任务中以实现超过经典极限的测量精度。海森堡极限被认为是利用量子方法和资源所能达到的最终极限。之前国际上曾有一些工作声称超越了海森堡极限,然而这些工作利用了非线性效应或者包含了含时的哈密顿量,引起了广泛讨论,最终被理论上证明在以能量等作为规范化资源定义的前提下仍然会遵循海森堡极限。  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41567-023-02046-y

    发布时间: 2023-10-12

  • 8. 中国科大大幅增强单个碳化硅自旋色心的荧光亮度
    于杰平
     2023年5月8日,中国科大郭光灿院士团队在单个碳化硅自旋色心荧光增强的研究中取得新进展。该团队李传锋、许金时等人成功利用表面等离激元大幅增强了单个碳化硅双空位PL6色心的荧光亮度,并利用共面波导的特性大幅提高了自旋操控效率。这项技术成本低、无需复杂的微纳加工工艺,且不影响色心的相干性质,对于发展基于碳化硅自旋色心的量子应用具有重要意义。   论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c00568

    发布时间: 2023-10-12

  • 9. 中国科大实现“九章三号”光量子计算原型机
    于杰平
     中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、陆朝阳、刘乃乐等组成的研究团队与中国科学院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建了255个光子的量子计算原型机“九章三号”,再度刷新了光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录。科研人员设计了时空解复用的光子探测新方法,构建了高保真度的准光子数可分辨探测器,提升了光子操纵水平和量子计算复杂度。根据公开正式发表的最优经典精确采样算法,“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升一百万倍。“九章三号”在百万分之一秒时间内所处理的最高复杂度的样本,需要当前最强的超级计算机“前沿”(Frontier)花费超过二百亿年的时间。这一成果进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。  量子计算是后摩尔时代的一种新的计算范式,它在原理上具有超快的并行计算能力,可望通过特定量子算法在一些具有重大社会和经济价值的问题方面相比经典计算机实现指数级别的加速。因而,研制量子计算机是当前世界科技前沿的最大挑战之一。   为此,国际学术界制定了三步走的发展路线。其中,第一步是实现“量子计算优越性”,即通过对近百个量子比特的高精度量子调控,对特定问题的求解展现超级计算机无法比拟的算力,这标志着40年前 Feynman等人的梦想成为现实。“量子计算优越性”实验还可用于检验计算科学的“扩展的丘奇—图灵论题”。同时,在此过程中,发展出可扩展的量子调控技术,为具备容错能力的通用量子计算机的研制提供技术基础。   2019年,美国谷歌和加州大学发布了53比特“悬铃木”超导量子计算处理器,宣称用200秒求解的随机线路采样问题需要超级计算机一万年时间求解。然而,这一宣称随后受到了中国科学家的挑战,改进后的经典算法使得超算上的计算时间从一万年缩短到数十秒,快于“悬铃木”量子处理器。   2020年,中国科大团队成功构建76光子的“九章”光量子计算原型机[Science 370, 1460 (2020)],首次在国际上实现光学体系的“量子计算优越性”,并克服了谷歌实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。2021年,中国科大团队进一步成功研制了113光子的可相位编程的“九章二号”[PRL 127, 180502 (2021)]和56比特的“祖冲之二号”量子计算原型机[PRL 127, 180501 (2021)],使我国成为唯一在光学和超导两种技术路线都达到了“量子计算优越性”的国家。   在这个“量子计算优越性”战略高地,国际竞争呈现出白热化。位于加拿大多伦多的Xanadu公司与美国国家标准与技术研究院合作,采用与“九章”光量子计算原型机相同的高斯玻色取样路线,在2022年发布了216光子的“北极光”量子处理器,在国际上第二个实现了光学体系“量子计算优越性”。 中国科大团队在理论上首次发展了包含光子全同性的新理论模型,实现了更精确的理论与实验的吻合;同时,发展了完备的贝叶斯验证和关联函数验证,全面排除了所有已知的经典仿冒算法,为量子计算优越性提供了进一步数据支撑。在技术上,研制了基于光纤时间延迟环的超导纳米线探测器,把多光子态分束到不同空间模式并通过延时把空间转化为时间,实现了准光子数可分辨的探测系统。这一系列创新使得研究团队首次实现了对255个光子的操纵能力,极大地提升了光量子计算的复杂度,处理高斯玻色取样的速度比“九章二号”提升了一百万倍。在激烈的国际竞争角逐中,“九章三号”的实现进一步巩固了我国在光量子计算领域的国际领先地位。   进一步,在构建“九章”系列光量子计算原型机的基础上,中国科大研究团队揭示了高斯玻色取样和图论之间的数学联系,完成对稠密子图和Max-Haf两类具有实用价值的图论问题的求解,相比经典计算机精确模拟的速度快1.8亿倍[PRL 130, 190601 (2023)]。此外,又在国际上首次演示了无条件的多光子量子精密测量优势[PRL 130, 070801(2023)]。 量子计算优越性的研究是一个复杂而富有挑战性的工作,量子计算硬件与经典算法之间存在着长期竞争。研究人员期待这项工作一方面能够激发更多关于经典算法模拟的研究工作,另一方面有助于逐步解决量子计算研究中的各种科学和工程挑战。   上述项目受到了安徽省、上海市、科技部、中国科学院和基金委的支持。   论文链接:https://journals.aps.org/prl/issues/131/15       Gaussian Boson Sampling with Pseudo-Photon-Number-Resolving Detectors and Quantum Computational Advantage

    发布时间: 2023-10-12

  • 10. 中国科大展示复杂系统随机建模的信息存储量子优势
    于杰平
         2023年5月6日,中国科大郭光灿院士团队与曼彻斯特大学、南洋理工大学合作,利用量子技术在复杂系统随机建模中的信息存储方面取得重要进展。该团队李传锋教授和项国勇教授与合作者使用单个量子比特的内存实现的量子模型可以获得比相同内存维度的任何经典模型更高的精度。该研究成功展示了量子技术在复杂系统非马尔科夫过程建模中的存储优势。      https://www.nature.com/articles/s41467-023-37555-0

    发布时间: 2023-10-12

  • 11. 中国科大成功实现最大规模的51比特量子纠缠态制备
    于杰平
         中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与北京大学袁骁合作,成功实现了51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录,并首次实现了基于测量的变分量子算法的演示。该工作将各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性,对于多体量子纠缠研究、大规模量子算法实现以及基于测量的量子计算具有重要意义。相关研究成果于7月12日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。   量子纠缠是量子力学中最神秘也是最基础的性质之一,同时也是量子信息处理的核心资源,是量子计算加速效应的根本来源之一。多年以来,实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。自1998年人们首次利用核磁共振系统实现3比特GHZ态的制备开始,真多体纠缠态的制备成为包括光子、离子阱、NV色心、中性原子及超导量子比特等各种物理系统规模化扩展的重要表征手段。其中,超导量子比特具有规模化拓展的优势,在近年来发展迅速。我国科学家在超导量子比特多体纠缠制备方面取得了一系列重要成果,自2017年起先后完成了10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备,不断刷新超导量子计算领域的纠缠比特数目纪录。   然而,更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门操作、以及高效准确的量子态保真度表征手段。高连通性保证了大规模量子态生成的可能性,避免了因缺陷和连通性不足限制量子态规模;通过高保真量子门才能够将量子比特连接起来形成高保真的多体量子纠缠态;而高效的量子态表征是克服随比特数指数级增长的量子态规模复杂度、进行量子态保真度准确估计的重要保证。这些要求对量子系统的性能、操控能力以及验证手段提出了很高的要求,使此前真纠缠比特的规模停留在约20个量子比特的水平。      研究团队在前期构建的“祖冲之二号”超导量子计算原型机的基础上,进一步将并行多比特量子门的保真度提高到99.05%、读取精度提高到95.09%,并结合研究团队所提出的大规模量子态保真度验证判定方案,成功实现了51比特簇态制备和验证。最终51比特一维簇态保真度达到0.637±0.030,超过0.5纠缠判定阈值13个标准差。这一结果将各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性。在此基础上,研究团队通过结合基于测量的变分量子本征求解器,开展了对于小规模的扰动平面码的本征能量的求解,首次实现了基于测量的变分量子算法,为基于测量的量子计算方案走向实用奠定了基础。     论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06195-1

    发布时间: 2023-10-12

  • 12. 中国科大在《自然·综述物理》发表量子隐形传态综述论文
    于杰平
     2023年5月24日,中国科大郭光灿院士团队胡晓敏、郭钰、柳必恒、李传锋等人发表子隐形传态综述论文。    基于研究组多年来在高维量子隐形传态及高维量子通信等方面取得的系列重要进展,《自然·综述物理》主编Iulia Georgescu博士特邀请郭光灿院士团队撰写“量子隐形传态进展”的综述论文。量子隐形传态作为量子信息领域最重要的协议之一,自1993年提出以来就受到广泛的关注。通过纠缠分发和Bell基测量,量子隐形传态可以实现未知量子态的远距离分发而不需要传输携带未知量子态的实际粒子。这种神奇的特性加深了人们对量子纠缠的理解。更重要的是量子隐形传态可以有效克服量子通信中直接传输量子态的距离限制,以及实现量子计算中不同量子比特之间的长程相互作用。   近年来,量子隐形传态无论在理论研究还是实验验证方面都取得了长足发展,正处于由原理性验证到实际应用的关键阶段。该论文全面阐述了量子隐形传态的最新进展,包括:量子隐形传态的理论进展;复杂量子态的量子隐形传态;量子通信中的量子隐形传态;量子计算中的量子隐形传态。对其在量子通信、量子计算等方面的潜在应用及未来发展做了深入讨论,将有力促进量子科技的实用化发展。  文章链接:https://www.nature.com/articles/s42254-023-00588-x    

    发布时间: 2023-10-12

  • 13. 利用量子纠缠实现光学跃迁的量子增强传感
    于杰平
    奥地利因斯布鲁克大学的研究团队利用有限范围相互作用产生的原子纠缠,显著提高了原子的光学跃迁测量精度,展示了量子增强传感器中的优势。对原子系统中量子态的控制已经实现了迄今为止最精确的光学原子钟。然而,它们的灵敏度目前受到标准量子极限的限制,这是量子力学为非关联粒子设定的基本下限。但是,当与纠缠粒子一起操作时,可以克服这一限制。该研究代表了将纠缠整合到大量粒子运行的原子光钟中的关键一步,并有望用于更好地保护束缚光学量子比特。该成果于8月30日发表在《自然》杂志上。  量子系统的观测总是受到一定的统计不确定性的影响。“这是由量子世界的本质造成的,”论文的第一作者Johannes Franke解释道,“纠缠可以帮助我们减少这些错误。”研究人员使用激光来调整排列在真空腔中的离子的相互作用并使其纠缠。他们在实验室中测试了纠缠粒子系综的测量精度。   因斯布鲁克大学理论物理系的Raphael Kaubrügger解释道:“近邻粒子之间的相互作用随着粒子之间距离的增加而减弱。因此,我们利用自旋交换相互作用来让系统表现得更具相干性。”实验产生的一维链中的所有51个粒子都相互纠缠在一起,并形成了所谓的自旋压缩量子态。  利用这一点,研究人员在Ramsey型干涉仪中证明了该量子态的计量优势。通过将51个离子纠缠在一起,测量误差相比于无关联粒子情形可以大致减半,低于标准量子极限3.2 ± 0.5 dB。此前,纠缠增强传感则主要依赖于无限长程相互作用,限制了其仅适用于某些量子平台。   通过他们的实验,研究团队能够证明量子纠缠使传感器更加灵敏。这项技术可以改善目前使用原子钟的领域,例如卫星导航或数据传输。 此外,这些先进的时钟可以为寻找暗物质或确定基本常数随时间变化等研究开辟新的可能性。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06472-z https://www.nature.com/articles/s41586-023-06360-6 报道链接: https://phys.org/news/2023-08-quantum-entanglement-accuracy-advanced-sensors.html

    发布时间: 2023-10-12

  • 14. 中国科大实现室温下二维材料固态自旋色心的相干操控
    于杰平
     2023年5月20日,中国科大郭光灿院士团队在二维材料固态自旋色心领域取得重要进展。该团队李传锋、唐建顺、王轶韬等人与匈牙利魏格纳物理研究中心的Adam Gali教授研究组合作,报道了六方氮化硼(hexagonal boron nitride,hBN)中一类超亮的具有优异光学性质和自旋性质的单自旋色心,并实现了对其在室温下的相干操控。    固态自旋色心是实现量子信息技术的重要体系之一,比较著名的是金刚石中的NV色心,目前已经在量子计算、量子传感、量子网络等方面取得重要进展。近年来,宽禁带材料hBN被证明是自旋色心的优秀宿主,由于其二维特性,在低维量子器件制备、近场传感探测等方面相对于三维体材料有特殊优势,hBN中的自旋色心已成为当前的一个研究热点。    文章链接: https://www.nature.com/articles/s41467-023-38672-6

    发布时间: 2023-10-12

  • 15. 我国科学家实现千公里无中继光纤量子密钥分发
    于杰平
     2023年5月25日,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。    论文链接:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.130.210801

    发布时间: 2023-10-12

  • 16. 中国科大观测到量子导引的非马尔可夫动力学演化
    于杰平
     2023年5月6日,中国科大郭光灿院士团队在量子信息基础研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时、孙凯等人实验研究了量子导引在开放系统中的动力学演化,验证了非马尔科夫记忆效应在恢复量子导引过程中的作用。    该成果展示了非马尔科夫记忆效应对于开放系统中量子导引动力学演化的影响,加深了对量子导引方向性的理解,也为其在开放量子系统中的应用提供了新的思路。   论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.200202

    发布时间: 2023-10-12

  • 17. 中国科大观测到单体量子系统中最强的量子互文性
    于杰平
     中国科大郭光灿院士团队在量子物理基本问题研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时等与南开大学陈景灵教授、西班牙塞维利亚大学Adán Cabello教授等合作,实验研究了单体高维量子系统中对应于多体非定域性的量子关联,从而观测到迄今为止单体量子系统中最强的量子互文性。该成果6月13日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。     量子互文浓缩现象的发现不仅为更多奇异量子关联的观测打下了基础,而且有望推进通用量子计算在各种物理体系的最终实现。  论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.240202

    发布时间: 2023-10-12

  • 18. 通信波段的不可区分光子发射为量子中继提供新机遇
    于杰平
         普林斯顿大学的研究团队报道了构建量子中继器的新方法。他们利用固态晶体中的铒掺杂剂与纳米光子腔耦合后发射的光子,观察到36千米延迟线后80%的双光子干涉度,表明了出射光子较低的噪声水平与高度不可区分性。该研究为创建所需的通信波段光子态提供了直接途径,并为开发更灵活实用的量子中继技术提供了机遇。该成果于2023年8月30日发表在《自然》杂志上。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41586-023-06281-4 报道链接: https://www.nature.com/articles/d41586-023-02283-4

    发布时间: 2023-10-12

  • 19. 中国科大取得量子密钥分发攻防研究重要进展
    于杰平
        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。  研究组的成果为提升QKD系统的实际安全性研究打开了新的窗口,既发掘和分析了发送端潜在漏洞及其对系统实际安全性带来的威胁,也提出了相应的解决方法。该成果有助于引发领域研究人员对QKD实际安全性的更深入、更全面的思考,对推动QKD的实用化和标准化有重要的意义。    文章链接:     https://doi.org/10.1364/OPTICA.485389     https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.19.054052

    发布时间: 2023-10-12

  • 20. 中国科大量子模拟取得新进展:揭示格点规范理论的热化动力学与量子临界性之间关系
    于杰平
     中国科学技术大学潘建伟、苑震生等与清华大学翟荟、兰州大学么志远等合作,使用自主开发的超冷原子量子模拟器,研究了格点规范场理论中的非平衡态热化过程与量子临界性之间的关系,揭示了具备规范对称性的多体系统处于量子相变临界区域时易于热化到平衡态的规律。这项研究成果2023年8月1日以“编辑推荐”的形式发表在国际权威学术期刊《物理评论快报》上。  论文链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.050401

    发布时间: 2023-10-12

  • 21. 中国科大实现低温集成量子纠缠光源
    于杰平
        2023年6月2日,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。     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 integrated quantum optics in cryogenic environments(这项工作为低温环境下集成量子光学的研究提供了重要依据)”。 文章链接: https://opg.optica.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-10-6-702

    发布时间: 2023-10-12

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