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中国科学院量子信息重点实验室

中国科学院下属的实验室

中国科学院量子信息重点实验室依托中国科学技术大学。 中国科学院量子信息重点实验室是中国量子信息领域第一个省部级重点实验室。中国科学院量子信息重点实验室长期从事量子通信与量子计算的理论与实验研究，做出了一系列国际一流水平的原始创新科研成果，是中国量子信息领域人才的重要培养基地之一，承担多项重大项目。

研究方向
主要研究方向为半导体量子芯片、量子纠缠网络、量子集成光学芯片、实用的量子密码以及量子理论等。
发展历史
本实验室的前身是一九八三年郭光灿院士回国后组建的量子光学研究组。
上世纪八〇年代主要从事量子光学领域的基础理论研究，在光场压缩态等非经典效应 方面做出了一系列重要研究成果，自一九八四年起在国内率先开设《量子光学》研究生课程，
一九九〇年由高等教育出版社出版《量子光学》著作。
九〇年代初期当量子信息学科在国际上悄然出现时，本实验室在国内率先投入到这个新兴交叉学科领域的基础理论研究，先后提出“量子避错编码原理”和“量子概率克隆原理”等，受到国际学术界的高度评价。
一九九九年，在中国科学院的支持下，成立“中国科学技术大学量子通信与量子计算开放实验室”(Laboratory of Quantum Communication and Quantum Computation, 简称LQCC)。
二〇〇一年中国科学院正式批准为中科院重点实验室(中国科学院科发计字[2001]477号文件)，全称为“中国科学院中国科学技术大学 量子信息重点实验室”(Key Laboratory of Quantum Information, USTC, CAS)。二○○五年中科院下文(中国科学院科发计字[2005]65号文件)更名为“中国科学院量子信息重点实验室”(Key Laboratory of Quantum Information, USTC, CAS)。
二〇〇一年，郭光灿教授作为首席科学家承担科技部“973”项目“量子通信与量子信息技术”，来自国内十多个重要研究所和著名大学的五十余位科学家协作参加该项目的研究；
二〇〇二年经由国家基金委批准为“创新研究群体”；
二〇〇三年本实验室的“量子信息技术的基础研究”项目荣获国家自然科学二等奖，同年郭光灿教授当选中国科学院院士，并荣获“何梁何利”奖。
二〇〇四年经由中科院批准进入“中国科学院创新团队国际合作伙伴计划”，引进七位海外知名学者加盟本实验室的创新团队。
二〇〇六年郭光灿院士作为首席科学家承担科技部重大科学研究计划“量子调控”项目“量子通信与量子计算的物理实现”。
科研条件
科研团队
实验室现有固定人员46人（另有13名特任副研究员，25名博士后）。其中研究人员54人，技术支撑3人，管理2人。 博士学位89.8%，40岁以下占55.9%。在读硕士研究生123人，博士研究生141人。实验室在国际学术界拥有良好的学术声誉,与众多国外科研机构建立了长期的密切合作关系。
发展目标
实验室的总体目标是：
充分发挥多学科交叉协作的优势，理论研究与实验研究相结合，基础研究与应用研究相结合，科学研究与人才培养相结合，在量子光学和量子信息领域不断做出国际水平的成果，培养和造就年轻的学术带头人，建成我国量子信息科学的创新研究基地。
实验室的长远目标是研制成功量子计算机和实用的量子通信系统。
在研项目
国家重点基础研究发展计划(973计划)重大科学问题导向项目“固态量子芯片研究”
国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现”
中科院战略性先导科技专项“量子系统的相干控制”
国家基金委创新研究群体资金项目
基金委重大研究计划“射频单电子晶体管静电计对单量子态的超快超灵敏探测和操控研究”
基金委优秀青年科学基金项目
教育部“新世纪优秀人才计划”
教育部985建设项目“量子信息技术科技创新平台”
研究内容
量子密码
研究可实用化的量子密码技术，提高密码技术的性能和实用体系的安全性，探索新型量子密码体系。
半导体量子芯片
在半导体材料上研制单电子量子点，量子逻辑门操作，量子信息探测并在多个量子逻辑比特的芯片上演示量子信息处理的功能，最终研制成实用的量子芯片。
量子纠缠网络
研制量子光源、量子信道、量子存储、量子路由、量子中继等，研究不同物理系统之间量子信息的传递和转换，最终实现长程的全量子纠缠网络。
光量子集成芯片
研究高品质固体微腔量子比特，光机械，表面等离子体数据总线等，最终研制成光量子集成芯片用于量子模拟和作为量子纠缠网络的节点。
量子理论基础
研究量子信息的基础理论，提出相关实验方案，如适用于量子模拟的多体量子体系；研究高效的第一原理计算方法，并应用于量子信息和凝聚态物理等领域。
研究小组
量子密码与量子器件研究组
半导体量子芯片研究组
量子纠缠网络研究组
光量子集成芯片研究组
量子理论研究组
科研成就
科研成果
2005年在国际上首次经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配，2009年在芜湖建成世界上首个量子政务网，2011年首次实现八光子纠缠源，2012年首次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，极大地丰富了人们对玻尔互补原理的理解。同年首次实现光子偏振态的固态量子存储，99.9%的保真度创造世界最高水平。2013年首次在冷原子系综中实现了光子轨道角动量的量子存储。
近五年已在国内外期刊上发表453篇SCI研究论文，其中Nature子刊15篇，Phys. Rev. Lett. 19篇，Phys. Rev. A(B) 149篇，Opt. Lett. 13篇，Appl. Phys. Lett. 24篇。实验室已培养100余名博士，其中5人荣获全国百篇优秀博士论文奖。先后获得了中科院自然科学二等奖一项（2001年）、国家自然科学二等奖一项（2003年）、 安徽省自然科学一等奖二项（2006年，2014年）、安徽省重大科技成就奖一项（2007年）、教育部技术发明奖一等奖一项（2013年）、教育部自然科学奖一项（2014年）。
研究进展
2013年
实现单比特超快普适电控量子逻辑门
利用量子统计测量技术实现不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨
2012年
量子惠勒延迟选择实验的实现
CuO高临界温度机制的第一性原理模拟
光子偏振量子比特的固态量子存储器的实验实现
二维极化费米气在自旋耦合作用下的奇异配对态及准粒子激发
2011年
验证新形式的海森堡不确定原理
制备出八光子纠缠态
实现对开放量子系统环境的调控：从马尔可夫到非马尔可夫的突变
量子点激子精细结构的研究
2010年
“在Ge/Si纳米线量子调控实验上取得重要进展”
“实验上首次发现量子关联可以不被环境破坏”
2009年
“在量子信息基础理论研究中取得重要进展”
“在芜湖建成世界上首个量子政务网”
2008年
“提出用超导传输线腔耦合多个双量子点分子制备量子点分子团簇态的方法”
“用光学方法实现“量子赌博机””
“实现高精度量子相位测量，突破标准量子极限”
2007年
“实现四端口量子密钥分配网络”
“量子开关可以被局域识别”
“揭示铽锰氧的巨磁电效应机制”
2006年
“多光子干涉及六光子的时间可区分性”
“基于表面等离子体的纳米光子学”
“国内首次完成量子霍尔效应的实验”
2005年
“实现远距离光纤量子保密通信”
“固态光学微腔”
2004年
“实现量子受控非门的隐形传输”
“固态容错量子计算新方案”
2003年
“实验证实与环境无关的隐变量理论不存在”
2001年
“原子系综量子中继技术的理论和实验研究”
2000年
“基于腔QED的量子信息处理器”
1998年
“概率量子克隆原理”
1997年
“量子避错编码”
获奖情况
2020年度国家自然科学奖二等奖
项目名称：基于量子信息技术研究量子物理基本问题
主要完成人：李传锋，许金时，黄运锋，柳必恒，郭光灿
2019年度安徽省自然科学奖一等奖
项目名称：面向高容量高速量子通信的基础研究
主要完成人：史保森，丁冬生，周志远，张伟，郭光灿
2019年中国光学学会光学科技奖基础研究类一等奖
项目名称：面向高容量、高速量子通信网络的关键技术研究
主要完成人：史保森，丁冬生，周志远，张伟
2018年度安徽省自然科学奖一等奖
项目名称：半导体栅型量子点的相干调控研究
主要完成人：郭国平，曹刚，李海欧，肖明，郭光灿
2014年度教育部自然科学奖一等奖
项目名称：基于量子信息技术的量子物理基本问题实验研究
主要完成人：李传锋，许金时，黄运锋，柳必恒，郭光灿
2014年度安徽省科学技术奖一等奖
项目名称：基于量子纠缠技术的量子物理实验研究
主要完成人：李传锋、许金时、黄运锋、柳必恒、郭光灿
2013年度高等学校科学研究优秀成果奖技术发明奖一等奖
项目名称：量子密码通信的关键技术
主要完成人：韩正甫、陈巍、王双、李宏伟、银振强、郭光灿
机构领导
实验室创始人、荣誉主任：郭光灿
实验室主任：李传锋
实验室副主任：许金时、任希锋、周正威、郭国平
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