量子科技

正"墨子号"实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通信中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的研究团队,联合牛津大学Artur Ekert、中科院上海技术物理研究所王建宇团队、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等相关团队,利用"墨子号"量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。研究论文发表于Nature。基于卫星的远距离安全通信实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并且通过物理原理确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下依然能实现安全的量子通信,取得了量子通信现实应用的重要突破。这是朝构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步。     

动态

正我国首次实现保真度超99.99%原子量子态操控我国科研团队在国际上首次实现了保真度超过99.99%、错误率低于0.01%的原子量子态操控,突破了中性原子量子计算的一个重要障碍。相关研究成果已发表于国际权威期刊《物理评论快报》。该科研团队利用魔幻光强技术构造了高品质的中性原子量子寄存器,并在该新型量子寄存器中实现了目前国际最高精度的全局单比特量子逻辑门。该操控精度超过了国际公认的容错量子     

我国学者提出实现量子纠缠新方法

<正>浙江大学和中国科学技术大学的学者联合中美多个研究团队,首次在人工量子系统中合成了反对称自旋交换作用,演示了利用"手征自旋态"制备量子纠缠的新方法。这项研究于1月22日发表于《自然·物理》杂志。"手征性是指物体和它的镜像不能重叠。这就好比我们左右手,互为镜面对     

中国科学家利用量子相变实现大粒子数量子纠缠态的制备

正在国家自然科学基金项目(项目编号:91121005,91421305等)的资助下,清华大学物理系尤力教授与郑盟锟助理教授领导的冷原子研究团队在国际上首次利用原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子相变确定性地制备出对精密测量具有重要意义的量子纠缠态。有关研究成果以"Deterministic entanglement generation from driving through quantum phase transitions"(通过量子相变确定性产生量子纠缠)为题于2017年2月     

量子隐形传态及其量子线路实现

量子计算研究的不断深入,带动了量子信息处理技术的革命性发展,其中以量子隐形传态最为典型.文章结合量子力学的性质,介绍了量子隐形传态的相关知识,并以三粒子任意态的传送为例对实现量子隐形传态需要的量子逻辑门及其组合线路进行了讨论.     

我国实现量子信息百公里隐形传输

我国科学家潘建伟等人近期在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,为发射全球首颗"量子通讯卫星"奠定技术基础。国际权威学术期刊《自然》杂志8月9日重点介绍了该成果。     

高新技术

<正>"墨子号"量子卫星实现星地量子密钥分发和地星量子隐形传态中科大潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队,联合中科院上海技术物理研究所王建宇研究组、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、紫金山天文台、南京天文仪器有限公司、国家空间科学中心等,利用"墨子号"量子科学实验卫星,在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态;两项成果同时发表     

我国科学家将单量子存储寿命提高两个数量级

据从中国科技大学获悉,该校合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授及其同事赵博、陈宇翱等,与德国、奥地利的同事合作,利用对磁场不敏感的原子态来存储量子态,并通过延长自旋波波长的实验技术,在国际上首次将单量子存储的寿命延长至毫秒量级,达到1毫秒以上。该实验成果将单量子存储的寿命提高了两个数量级,向未来基于量子中继器的远距离量子通信迈出了坚实的一步。近期出版的英国《自然》子刊《自然&;#183;物理》发表了这项研究成果。     

中国科大在国际上首次实现线性方程组量子算法

由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组,在国际上首次成功实现用量子计算机求解线性方程组的实验。该研究成果发表在6月7日出版的《物理评论快报》上。线性方程组广泛地应用于几乎每一个科学和工程领域,包括数值计算、信号处理、经济学和计算机科学等。比如与我们日常生活紧密相关的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量     

水的核量子效应研究进展

水之所以如此复杂,主要是源于水分子之间的氢键相互作用。人们通常认为氢键的本质为经典的静电相互作用,然而由于氢原子核是质量最小的原子核,其量子特性(量子隧穿和量子涨落)往往不可忽视,它们直接影响着氢键体系的结构与物性。如何实现对核量子效应的精准探测和描述是一个科学难题。本研究团队经过多年的努力,成功发展了一套对原子核量子态敏感的扫描隧道显微术和高效的全量子化计算方法,首次获得水分子的亚分子级成像并观察到氢核的协同量子隧穿,在国际上率先测定了氢键的量子成分,提出了"核量子涨落弱化弱氢键、强化强氢键"的物理图像。这些奠基性的研究成果澄清了核量子效应领域长期争论的关键问题,并引领了该方向的发展。     

科学家在半导体中生成新量子比特

一个国际研究团队通过单个电子获取了新类型的量子比特,使未来数据处理可包括比“0”和“1”更多的基础要素。此外,以前量子比特仅能存在于较大的真空腔中,而新量子比特可在半导体中生成出来。这代表了量子计算发展进程中一项重要的进展。相关研究报告发表在近期出版的《自然·纳米技术》杂志上。     

全球首个星地量子通信网：实现跨越4600公里星地密钥分发

正32年前,人类历史上首次量子通信在实验室诞生,传输了32厘米。而今,中国人将这个距离扩展了1400多万倍,实现了从地面到太空的多用户通信。中国科学技术大学1月7日宣布,中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发,标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。该成果已在英国《自然》杂志上刊发。     

科技新闻

<正>我国科学家量子模拟研究取得重大突破——首次观测到费米超流中的熵波临界发散近日,中国科学技术大学潘建伟院士团队等与澳大利亚科研团队合作,首次在处于强相互作用极限下的费米超流体中观测到了熵波衰减的临界发散行为,揭示了该体系存在着一个可观的相变临界区,并获得了热导率与黏滞系数等重要的输运系数。该项工作为理解强相互作用费米体系的量子输运现象提供了重要的实验信息,是利用量子模拟解决重要物理问题的一个范例。这一成果日前在国际学术期刊《科学》上发表,为利用该体系开展进一步的量子模拟研究,     

量子保密通信安全性浅析

本文简要介绍了保密通信系统安全性的基本概念、量子密钥分配协议以及量子密钥分配系统的实际安全性。探讨了量子密钥分配系统实际应用中主要存在的器件不完美性对系统安全性造成的影响,分析了诱骗态协议、测量无关量子密钥分配协议的应用及其局限性。最后,展望量子保密通信的未来。     

威力超群的量子武器

正我国首颗量子科学实验卫星将于2016年8月择机发射,这是世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。因其运用量子物理基本原理,具有单光子的不可分割性和量子态的不可复制性,确保了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可以有效解决信息安全问题。所谓量子理论,从微观领域来讲,就是某些物质可同时处于多个可能状态的叠加态,只     

用于规模可变量子计算网络的毫秒量子存储

量子存储可以将光的量子态存储于原子系综的自旋波激发态中,是量子中继器的关键部件。由于退相干机制的存在,使得已实现的量子存储的寿命都非常短,只有10微秒左右,这极大地限制了量子中继器在远距离量子通信中的实际应用。通常认为,短的存储寿命是由存储量子态的自旋波在梯度磁场下退相干所造成的。通过对量子存储退相干机制的详细研究,     

我国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应

由清华大学薛其坤院士领衔,清华大学、中科院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破,他们从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。130年多前,美国物理学家霍尔先后发现了霍尔效应和反常霍尔效应,1980年     

世界首个量子政务网在芜湖建成

中国科大量子信息院重点实验室郭光灿院士和韩正甫教授所带领的团队与芜湖市人民政府协作,在该市建成了世界上首个“量子政务网”,并投入试运行。首期建成的芜湖“量子政务网”连接了市科技局、招商局、经贸委、总工会和质监局等市政机关以及芜湖市电信大楼的8个用户．设置和3个子网用户节点,了4个全通主网节点以及1个用于攻击检测的节点。该网络融合了国际上现有的3种组网技术。首次设计出具有多层次、旨在满足不同用户需求的多功能量子保密通信网络,通过该网络可以完成任意两点之间的绝对保密的通信过程,不仅可以实现保密声音、保密文件和保密动态图象的绝对安全通信,还能满足通信量巨大的视频保密会议和大量公文保密传输的需求。     

量子纠缠态制备、操纵的实验研究

量子纠缠是量子信息学中最重要也是最为奇特的一个课题.在量子信息学中,量子信息的处理离不开量子态及其操纵,而量子纠缠态毫无疑问是各种各样的量子态中最重要的一种. 利用光子纠缠态开展了以下实验研究:(1)利用连续波激光束泵浦非线性晶体的自发参量下转换过程,制备出了双光子偏振纠缠态,具有较高亮度和纠缠度,并具有纠缠度可调谐的特点. 利用这种纠缠源,制备了量子信息学中一种重要的混合态——Werner态,采用的方案使得Werner态中纠缠的成分是可控制的.(2)利用线性光学元件以及路径比特概念的引入,在实验上用单光子实现了Buek-Hillery普适克隆机,实验结果表明,对任意的输入纯态,此克隆机输出的2份拷贝与初始态均达到5/6的保真度,与理论计算一致.(3)在实验上利用自发参量下转换系统制备的双光子偏振最大纠缠态及非最大纠缠态进行了CHSH不等式的检验,验证了对于2比特纠缠纯态,"纠缠"等价于"Bell不等式违背"这一结论.(4)除了局域隐变量理论之外,还有一种主要的隐变量理论——环境无关的隐变量理论(NCHV),关于这种隐变量,类似于Bell不等式,有一个Kochen-Specker理论,其主要内容是证明NCHV和量子力学的矛盾. 完成了一个用单光子实现的检验Kochen-Spcker理论的实验,实验结果证明了NCHV是不存在的.     

量子信息技术的新进展——五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态

由中国科技大学合肥微尺度国家实验室(筹)量子物理和量子信息部所完成的"五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态"研究成果以Letter的方式发表在2004年7月1日出版的Nature上,欧洲物理学会和美国物理协会都对该工作进行了专题报道.本文介绍了该成果的研究背景,意义,内容.