量子信息技术是未来信息产业变革的核心推动力之一,将对整个信息产业产生重大的影响。量子信息科学的突破是量子信息技术发展的关键。当前,量子信息科学技术已进入到深化发展、快速突破阶段,呈现出重大产业革命的先兆。
金沙总站6165地址物理系是我国最早开展量子信息科学研究的单位之一,研究领域涉及量子物态与材料、量子计算、量子通信、量子精密测量、量子器件等核心方向,取得了一批重要的研究成果。近年来金沙总站6165地址加快了量子信息学科布局,加大引进优秀青年人才的力度,提升我国量子信息科学研究的能力。
近年来,量子直接通信研究发展迅速。量子直接通信是一种利用量子态直接通信的技术,由物理系龙桂鲁教授团队于 2000 年原创提出,具有安全、防改和隐秘的特性,能兼容现有网络和简化管理流程。近年来,龙桂鲁教授团队提出了安全中继网络理论,创100光纤量子直接通信的世界纪录,实现自由空间量子直接通信,并成功实现示范应用,推动了量子直接通信的实用化进程,相关成果被中央电视台、人民日报、 新华社、Phys.org 等国内外媒体广泛报道。国家相关部门和北京市对量子直接通信做出部署,相关政策写入了《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》(2021年发布)、《北京市促进未来产业创新发展实施方案》(2023年发布)和国家的相关政策文件。
近期刘东副教授课题组证明了周期量子系统中存在“良性”噪声,并基于此理论开发出有显著抗噪能力的量子相位估计算法,和量子计算的噪声检测技术—信道谱基准检测方案。相较于其他方法,新方案基于周期线路的抗噪定理,无需精细控制噪声放缩,也不需要获取噪声信道而过分增加资源消耗。成果分别在《物理评论快报》和《自然·通讯》上。
离子阱是实现通用量子计算机的领先物理平台之一。在单个量子位相干时间、量子门保真度和可计算量子位数量是评估量子计算设备性能的三个重要指标。金奇奂教授团队于2021年将单比特的相干时间延长到90分钟以上,是目前所有量子计算物理系统中的最长相干时间。金奇奂教授团队在2020年利用量子误差缓解技术实现了保真度99.9%的二量子位门(two-qubit gate),接近99.94%的世界纪录。在可计算量子位数量指标上,金奇奂教授团队分别实现了 9 个声子的真正纠缠生成和多10 个量子比特的量子模拟。成果分别发表在《Nature》、《Nature Photonics》、《Nature Physics》。