近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽、王輝教授，聯(lián)合澳大利亞昆士蘭大學(xué)Ralph教授和荷蘭特溫特大學(xué)Renema教授，受邀在《自然·材料》（Nature Materials）發(fā)表題為“可拓展光量子信息技術(shù)”（Scalable photonic quantum technologies）的綜述文章。該論文系統(tǒng)性闡述了光量子態(tài)的產(chǎn)生、操縱以及探測的原理和技術(shù)，梳理了量子計算及量子模擬、量子通信、量子精密測量的國際進(jìn)展，并對未來進(jìn)一步如何發(fā)展大規(guī)模光量子計算、構(gòu)建覆蓋全球的量子網(wǎng)絡(luò)和量子精密測量應(yīng)用做了展望。

光子是量子信息處理中的核心載體之一。在量子通信方面，光子是量子通信中不可替代的信息載體。未來，可憑借太空中的量子星座及地面的光纖組網(wǎng)的結(jié)合，向全世界實時輸送無條件安全的量子密鑰。在量子計算方面，光量子是實現(xiàn)量子計算優(yōu)越性重要歷程碑的物理體系之一。由于飛行比特、操縱精度高、不與環(huán)境相互作用等優(yōu)點，未來非常有希望在室溫大氣環(huán)境下直接實現(xiàn)通用量子計算。在量子精密測量方面，利用光量子壓縮態(tài)、糾纏態(tài)等，已實現(xiàn)眾多超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的精密測量，在生物醫(yī)學(xué)、更高精度的國際單位定義等方面發(fā)揮積極作用。

圖片:搜狗截圖20250823142254.png

潘建偉團(tuán)隊在光量子信息領(lǐng)域做出了一系列國際領(lǐng)先的成果，例如在量子通信方面，基于“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，在國際上率先完成星地量子科學(xué)實驗，結(jié)合基于糾纏的量子中繼，構(gòu)建了空地一體化量子信息網(wǎng)絡(luò)；在光量子計算方面，在多光子糾纏與度量、實用性單光子源、量子計算優(yōu)越性等多個方面長期保持國際領(lǐng)先，“九章”量子計算原型機(jī)多次刷新量子計算優(yōu)越性紀(jì)錄。

相關(guān)研究工作得到了科技部、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、安徽省、上海市和新基石科學(xué)基金會等的支持。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02306-7