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量子信息论文权威发布_ai智能论文(2024年12月精准访谈)

内容来源：这家有保障所属栏目：观点更新日期：2024-11-29

量子信息论文

【华人一作论文登《科学》：首次实现机械量子比特】近日，《科学》杂志刊发的一篇论文足以令量子信息领域人士振奋：科学家首次在实验室制备出“机械量子比特”。《中国科学报》记者采访了解到，完成这一突破的团队来自瑞士的苏黎世联邦理工学院，论文第一作者系该校华人博士生杨煜，他本科就读于中国科学技术大学少年班学院理科试验班；论文通讯作者是杨煜的导师、华裔科学家储漪雯。杨煜的主要研究方向为超导量子比特和高泛音体声共振器的耦合及其在量子信息中的应用。可以说，将超导量子比特与声子振荡器耦合在一起是他的“拿手菜”，而这也正是这项工作的精彩之处。他告诉记者，这项研究的的核心是一个量子声学动力学系统，由一个高次谐波体声波谐振器和一个超导传输子（transmon）线路组成。他们通过精确控制这两个组件之间的耦合，实现了对机械振子的非线性调控。具体而言，他们在厚度为400微米的蓝宝石晶体上，放置了一个微小的氮化铝圆顶，它会随着振荡电压而膨胀、收缩，从而向材料中发出振动。这些振动会在晶体表面之间反弹，并持续数百万次，然后消失（衰减）。正是这种持久的振动，为实现长相干时间提供了可能。同时，系统产生了量子比特所需的非线性性（也即“非谐波性”），使他们能够将融合系统的两个最低能态隔离出来，作为量子比特的0和1。进一步地，研究团队通过“Wigner层析成像技术”可视化了机械量子比特的状态。在不同的驱动时间下，可以观察到振子从基态到激发态、再到更高粒子数态的演化过程。杨煜说，这些实验结果与理论模拟紧密吻合，进一步证实了系统可作为量子比特进行操控。值得一提的是，西班牙巴塞罗那大学的学者曾尝试用石墨烯材料与自旋量子比特耦合制成非线性态的振荡器，但其非线性性强度不足以快过量子系统的退相干性。杨煜说，在开展相关工作中，他们与该团队也作了交流，并同时开展了实验。有意思的是，杨煜等人在实验中获得的非相干性，在一开始并不是他们想要的——它把系统变得复杂起来；但之后，考虑到这一效应可以用在其他实验中，就继续了下去。 “总结来说，我们的成果得益于三方面，一方面是我们的样品参数越来越好，主要表现在耦合强度和相干时间上；一方面是我们没有盲目‘优化’实验系统，并最终‘变害为宝’；另一方面，与同行开诚布公的交流也使我们受益匪浅。”杨煜对《中国科学报》说。网页链接

2024中国985大学最新排名出炉，北大跌至第3，上海交大无缘前五天下名校三千，2024年的排名可谓是一石激起千层浪：清华依旧稳坐龙椅，但老牌劲校北大意外跌至第三，中科大黑马突进前二，就连素有“工科航母”之称的上交也跌出前五，这一连串的变化，折射出了中国高等教育怎样的暗流涌动？这份榜单简直是给了不少人当头一棒。要知道，在很多人的固有印象里，“清北”这对双子星就该并驾齐驱，永远高居榜首。可现实偏偏给我们上了一课：在这个快速迭代的时代，就连金字塔尖的高校也在经历着剧烈的重新洗牌。站在金字塔尖的较量，从来都牵动人心。清华大学以绝对优势继续领跑，这个结果着实在意料之中。从科研经费到高被引论文，从国家重点实验室到新兴学科布局，清华几乎包揽了所有核心评价指标的第一名。特别是在人工智能、碳中和等前沿领域的布局，更是让这所百年学府在新时代展现出了令人惊叹的创新活力。但真正的地震来自第二名和第三名。素来给人低调印象的中国科学技术大学，一举超越北京大学，首次跻身前二。细究背后原因，是这所藏身合肥的理工强校用过去五年的深耕细作交出了一份漂亮答卷。在量子信息等基础研究领域，中科大可谓是带着全国跑，其高被引论文增速之快、原创成果之丰，都刷新了各方认知。北大虽然跌至第三，但其学术根基依然稳固。尤其在人文社科领域，北大仍然是当之无愧的领头羊。从中国古代史到现代文学，从哲学到经济学，北大在人文学科领域的学术话语权依然难以撼动。复旦、南大、上交、浙大四所顶尖学府各展所长，谁也不让谁。复旦大学凭借着医学学科的强势崛起和人文社科的底蕴传承，走出了一条独具特色的发展道路。其附属医院星罗棋布，临床医学已跻身世界前列，而新闻传播、中国语言文学等传统优势学科更是蜚声海内外。南京大学则用基础研究的扎实功底赢得了尊重。仙林校区里的实验室内，物理、化学、天文三大基础学科的科研人员们正在向着世界一流水平发起冲击。独特的人才培养模式更是为南大赢得了业界的交口称赞。上海交通大学虽然排名有所下滑，但其工科基因依然强劲。从船舶到机械，从电子到材料，上交的优势学科依然保持着全球领先地位。值得一提的是，上交医学院近年来的快速崛起，为这所工科强校注入了新的发展活力。浙江大学则是以学科全面见长。从工科到农科，从基础研究到应用技术，浙大的学科覆盖之广、实力之均衡，在全国高校中都堪称典范。玉泉校区的创新创业氛围，更是吸引了无数怀揣梦想的年轻人。北京航空航天大学的“火箭式”上升。这所“航空母舰”一跃排至第八，创造了历史最佳成绩。这背后，是中国航空航天产业蓬勃发展带来的东风。从商业航天到无人机，从卫星导航到智能制造，北航的学科优势与产业需求完美对接，毕业生更是供不应求，平均起薪节节攀升。紧随其后的南开大学和中国人民大学，虽然名次相近，却走出了截然不同的发展路径。南开延续着严谨的理科传统，化学、数学等基础学科始终在全国占据前列。而人民大学则在金融、统计等应用文科领域独树一帜，其毕业生在金融街、各大机构的出色表现，印证了这所文科顶尖学府的培养实力。哈尔滨工业大学的机器人工程闻名全球，其在航天技术领域的专利数量更是遥遥领先。北理工在兵器科学领域独占鳌头，近年来在智能汽车等新兴领域的布局也颇具前瞻性。西安交通大学凭借能源动力等优势学科，在“一带一路”建设中扮演着越来越重要的角色。而华中科技大学的光电子技术更是享誉世界，医工结合的创新成果更是令人瞩目。同济大学有着自己的独特魅力。提起同济，人们自然会想到享誉全球的建筑学院，想到在德语教育领域的绝对优势。但鲜为人知的是，同济在新能源汽车等新兴领域的布局同样令人印象深刻。中南大学则凭借着在有色金属、轨道交通等领域的深厚积淀，成为了这些行业的人才培养基地。山东大学的考古学实力举世闻名，数学学科更是闯入世界前列。四川大学的口腔医学在亚洲首屈一指，加上特色鲜明的少数民族预科教育，走出了一条独具特色的发展道路。厦门大学依托地理优势，在海洋科学、东南亚研究等领域形成了难以撼动的学术地位。重庆大学则立足西部，在矿业工程、智慧城市建设等领域贡献着自己的力量。对于千万考生和家长来说，这份榜单的价值远不止于简单的排名比较。选择理想的大学，更应该考虑以下几个维度： 1因地制宜。对于东部沿海的考生来说，可以更多地关注学校的综合实力；而对于中西部考生而言，就近择校未必是坏选择，许多地方高校都有着得天独厚的政策支持和发展机遇。 2扬长避短。理科见长的学生可以重点关注中科大、哈工大这样的理工强校；文科特长生则不妨考虑北大、人大这样的人文社科重镇；而对跨学科感兴趣的同学来说，浙大、复旦这样的综合性院校可能更适合。 3着眼未来。当前的高等教育正在经历深刻变革，新工科、新文科的兴起，国际化程度的提升，创新创业能力的培养，都将影响着一所大学的未来发展。选择学校时，这些因素同样值得认真权衡。回望2024年的这份榜单，我们看到的不仅是排名的此消彼长，更是中国高等教育发展的新趋势。基础研究正在重塑大学格局，新兴交叉学科成为制胜关键，地方高校通过特色化发展实现突围，产学研结合的程度越发重要。这些变化都在告诉我们：一所真正的好大学，不在于它现在排第几，而在于它能否为莘莘学子提供最适合的成长土壤。 “选择大学就像选择人生的第一个重要伙伴，重要的不是它有多优秀，而是它是否适合你。”在这个意义上，每一所985高校都是一片独特的沃土，都在等待着与之最契合的种子。相信每一个怀揣梦想的年轻人，都能在这些高等学府中找到属于自己的那片天地。未来已来，静待绽放。愿这份榜单能为你打开一扇窗，望见更广阔的天空。（素材与图片均来自网络）

量子物理本科论文选题指南𐟓š 𐟓˜ 量子力学基础研究：探索量子力学的原理、波函数解以及量子力学中的哲学问题。 𐟓˜ 量子信息与量子计算：研究量子比特、量子门和量子算法，以支持量子计算和量子通信。 𐟓˜ 量子测量与不确定性原理：探讨量子测量的原理和不确定性原理，研究测量和测不准原理的关系。 𐟓˜ 自旋和角动量：研究自旋的性质和角动量算符的应用，以解释原子和分子结构。 𐟓˜ 量子力学中的谐振子：探索量子力学中的谐振子模型，分析谐振子的能级结构和振动特性。 𐟓˜ 开放量子系统与退相干：研究开放量子系统、量子退相干和退相干控制方法，用于量子信息处理。 𐟓˜ 玻尔兹曼统计与量子统计力学：探讨玻尔兹曼统计的应用，研究玻色-爱因斯坦和费米-狄拉克统计。 𐟓˜ 光子学与量子光学：研究光子的量子性质、光子统计和光子与物质相互作用。 𐟓˜ 量子力学中的双缝实验：探索双缝实验、波粒二象性和量子干涉现象，分析干涉图案和观测结果。 𐟓˜ 量子力学在材料科学中的应用：研究量子力学方法在材料科学中的应用，如半导体器件和纳米材料。

来自丹麦技术大学的研究团队在Light: Science & Applications上发表论文，提出了一种创新的连续变量量子无源光网络（CV-QPON）架构，该架构通过时间复用策略和先进的量子通信技术，实现了多个用户间的高效、安全密钥分发。CV-QPON利用一个无源光分路器将量子信号分配给多个用户，并通过时间复用技术共享单个光子探测器，从而显著降低了系统成本。Light | 连续变量量子无源光网络：迈向高效、... 「Light: Science & Applications」「量子」「量子信息技术」「量子密钥分发」

创刊封面 | 光量子芯片新进展：单光子雪崩二极管阵列与硅光芯片的混合集成创刊封面 | 光量子芯片新进展：单光子雪崩二... 近期，清华大学黄翊东、张巍课题组实现了光通信波段单光子雪崩二极管阵列与硅光芯片的混合高效集成，为实现规模化的光量子信息系统提供了一种可能的解决方案。该论文被选为《光学学报（网络版）》创刊号的封面文章。

中美竞争在量子计算上的差距扩大：根据公开信息，中国目前已经申请了量子计算领域一半以上的专利，量子计算是最具颠覆性的技术之一。美国申请的专利数量，是中国的五分之一。中国建立了一个庞大的网络来测试量子通信。中国在量子领域的科学论文数量也领先世界。中国政府在量子计算研究上的投入，几乎是美国的 4 倍，而美国更多地依赖私人资金。美国在这个领域的各个指标上，正在都落后于中国。

【Quantinuum成功传输逻辑量子比特可实现大规模、容错的量子计算机】远距离即时“传送”信息的能力是使量子计算机具有独特强大功能的现象之一。Quantinuum的研究人员现在已经证明，他们可以通过“逻辑量子比特（网页链接）”实现这一壮举，他们说这是迈向大规模量子计算机的一个重要里程碑。远程传输依赖于量子力学的另一个特征，即纠缠，它可以将物理系统连接在一起，使它们共享一个量子态。这种连接使得在两个纠缠粒子之间快速传输量子信息成为可能，即使它们彼此相距很远。然而，在量子计算机中实现这一点具有挑战性。用于编码量子信息的量子位本质上是嘈杂和不可靠的，因此研究人员创建了量子纠错码，将信息传播到许多物理量子位上，以创建更稳定的“逻辑量子位”。这些对错误更具弹性，被视为实现容错量子计算机圣杯的关键。但由于涉及的量子比特数量更多，它们也使量子信息的传送变得更加复杂。在本月早些时候发表在《科学》杂志上的一篇论文中，来自科罗拉多州布鲁姆菲尔德Quantinuum的一个团队描述了他们如何使用该公司的捕获离子量子计算机可靠地传送逻辑量子比特（网页链接）。Quantinuum的首席理论家David Hayes表示，这一突破对于通过加速机器内的信息传输来构建更大的量子计算机至关重要。他说：“这允许你在一瞬间将（量子信息）从计算机的一侧移动到另一侧。” 这项工作的动机是U.S. Intelligence Advance Research Projects Activity (IARPA)在2022年提出的一项挑战，该挑战旨在证明以超过95%的保真度传送逻辑量子位的能力。该团队在Quantinuum的H2处理器上进行了实验，该处理器具有32个被捕获的离子量子位，可以在一个微小的赛道上穿梭。传送单个量子比特的协议是在1993年开发的（网页链接）。首先，两个量子比特纠缠在一起，量子比特A留在同一个位置，量子比特B被传输到另一个位置。另一个编码需要传输的信息的量子比特，量子比特C，然后与量子比特A纠缠。进行测量以比较量子比特A和量子比特C的量子态，这产生了两个比特的经典信息，编码了它们量子态之间的关系。然后，这些比特通过传统方式传输到量子比特B。由于量子比特A和B具有相同的量子态，因此这些信息可用于转换量子比特B的量子状态，使其与量子比特C完全相同。因此，量子比特C中的量子信息被传输给量子比特B，而无需直接传输。然而，Hayes说，当使用逻辑量子位时，协议变得更加复杂，因为它要求你纠缠一组量子位而不是单个量子位。在Quantinuum的硬件上，这变得稍微容易一些，因为沿着公司的赛道物理移动量子位的能力使得任意连接它们成为可能。这使得该团队能够使用所谓的“横向门（transversal gates）”来纠缠他们的逻辑量子比特，每个量子比特由七个物理量子比特组成。 Hayes说：“你几乎可以想象逻辑量子位直接相互作用。量子比特1与另一个量子比特1相互作用，量子比特2与另一量子比特2相互作用，所有七个量子比特都这样做。” 这种简单性使他们能够以97.5%的保真度传送逻辑量子位，大大超过了IARPA设定的目标。然而，并非所有量子计算机都可以使用横向门，因为许多架构都具有固定的量子比特，包括那些依赖于超导量子比特的量子比特。因此，该团队还测试了另一种称为“lattice surgery”的方法，这种方法可以在所有物理量子位之间没有直接相互作用的情况下纠缠逻辑量子位。然而，Hayes说，这种方法更复杂，涉及的操作也更多，所以他们只能达到85.1%的可信度。 Hayes说，能够可靠地传送逻辑量子比特，对于构建更大的俘获离子量子计算机，甚至可能是分布式量子计算系统，都非常有用。虽然移动量子比特的能力是该架构的主要卖点之一，但这是一个相对缓慢的过程，在更大的规模上可能会变得难以操作。Hayes说，一种不需要物理移动量子位的工作隐形传态协议将使量子信息的传输速度与经典计算机一样快，因为只需要传输两位经典信息。他说：“仅仅通过电信号和电线，你就可以非常快速地移动信息，几乎以光速。” 悉尼大学物理学教授Stephen Bartlett说，新结果最令人兴奋的是，他们证明了在纠错量子计算机上进行实际计算是可能的。之前的实验表明，可以使用纠错来“保持量子信息的活力”，但不能操纵这些信息。Bartlett说，使用隐形传态在处理器内移动逻辑量子位表明，它“开始像计算机一样工作，而不仅仅是作为内存”。网页链接

量子处理器计算能力强于经典超算《自然》9日发表的最新论文中，美国科学家团队探索了量子回路的复杂性。他们新展示的一个量子处理器，已经能够执行现有超级计算机无法完成的计算任务。这项实验属于一个大规模深入研究的一部分，旨在调查量子处理器在背景噪声干扰下进行复杂计算的潜在能力，这些干扰一直是量子处理器展现能力时面临的重大挑战。量子处理器是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。而当某个装置处理和计算的是量子信息、运行的是量子算法时，它就被称为量子计算机。量子处理器是量子计算机中的核心部件，量子计算机依靠它进行高速运算、处理量子信息。但量子处理器有一个特点，就是对噪声（温度、磁场甚至宇宙辐射等环境干扰）非常敏感。这些噪声会严重干扰其在复杂任务中的表现，而这些任务正是经典超级计算机无法完成、需要量子计算机“大展身手”的舞台。较长时间以来，科学家一直很难准确探测噪声究竟会如何影响量子线路的性能。此次，美国谷歌研究院科学家研究了量子处理器进入复杂计算输出领域的路径。他们使用了一种被称为随机线路取样的方法，来测试超导量子比特（量子计算机的基础单元）2D网格的保真度。随机线路取样是评估量子计算机与经典超级计算机表现的基准。这些实验展示了两个阶段之间的转变：在第二个阶段即所谓“低噪声阶段”中，研究团队证实了量子计算机的计算复杂性，足以超越经典超级计算机。此外，他们还用67量子比特的“悬铃木”（Sycamore）芯片展示了超越经典的性能。这一实验和理论工作证实了存在一种稳定的、计算上复杂的相态，这种相态可以利用当前的量子处理器达到。研究团队表示，这一发现增进了人们对量子计算能力的理解。

很系统的统计[good] 内附长图，盘点安徽“量子军团”各路人马内附长图，盘点安徽“量子军团”各路人马原创梁巍元新闻 2024年11月29日 22:35 安徽图片中国科学技术大学教授、中国科学院院士、中科院量子信息与量子科技创新研究院院长、中科院量子科学实验卫星先导专项首席科学家潘建伟全文共3374字，阅读大约需要6分钟 11月29日上午，2024量子科技和产业大会在安徽合肥举行，一批量子领域重大科技成果和量子创新通信联合体重大产业成果相继发布。其中量子领域重大科技成果包含基于纠缠的城域量子网络、“天元”量子模拟器、基于数百离子二维阵列的可单点分辨的量子模拟器等；量子创新通信联合体重大产业成果中包含商用光传输网络的共纤传输技术、通密一体技术、量子通信四融产品体系（融通话、融云、融网、融平台）等。元新闻记者获悉，近年来，量子信息领域全球发表的论文，美国占14.81%，中国占14.12%，德国占6.56%，英国占4.38%。我国该领域成果共计19次入选《自然》《科学》杂志评选的年度重大科学事件，美国物理学会、英国物理学会评选的国际物理学年度重大进展，其中18次来自合肥相关团队。这也意味着我国量子科技领域整体上达到了国际并跑、部分领跑水平。与此同时，安徽量子信息产业在2016年前后开始加速。 2016年4月26日，习近平总书记来到合肥市量子通信实验卫星总控中心和量子通信骨干网“京沪干线”总控中心，听取了潘建伟院士关于中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心的工作汇报以及量子通信、量子计算与量子精密测量等技术的介绍，视察了量子通信京沪干线室内联调中心相关情况。合肥最早的量子信息企业是“安徽量子通信技术有限公司”（下称“安徽量通”）。当年，合肥城域量子通信试验示范网就是中国科大和安徽量通共同承建的，安徽量通发源起于中国科大潘建伟团队，后来在2015年更名“科大国盾”。科大国盾于2020年上市，是目前量子信息领域唯一的上市企业。今年10月，中电信量子集团以现金17亿元认购国盾量子股份，成为公司控股股东，国务院国资委则成为国盾量子的实际控制人。而在2017年2月，合肥高新区宣布：一批智能制造项目集中签约，前两批签约六大项目中，四个都为“量子项目”。实际上，合肥量子信息产业的另外几家明星企业都在2016年前后成立的。其中，本源量子背靠郭光灿院士团队，成立于2017年；国仪量子背靠杜江峰院士团队，成立于2016年底。郭光灿院士在上世纪90年代开始就积极推动国内量子光学的研究，他在2000年拿到中国量子信息领域第一个“973”项目。他的学生郭国平后来成为中国“超级973”科技专项“固态量子芯片”重大项目首席科学家。杜江峰院士则一直从事量子物理及其应用的实验研究。在量子物理实验技术和先进仪器装备研制领域经验丰富，中国第一台自主知识产权的高功率脉冲X波段顺磁共振谱仪就出自杜江峰团队之手。这些量子项目，大多落地在合肥高新区云飞路两侧，云飞路后来得名“量子大道”，成为全国闻名科技地标。截至2023年底，安徽量子产业链企业72家，数量居全国前列，总营收约42.4亿元，其中核心企业34家，营收约12.4亿元。合肥高新区则集聚全省90%以上的量子企业，拥有一个国家量子信息未来产业科技园。被誉为“下一个弗里德曼”的美国经济学家、乔治梅森大学经济系教授泰勒ⷨ€ƒ恩认为：经济发展的停滞本质上来源于科技创新的停滞。最近几十年来，被誉为经济发展最大引擎的互联网的底层实际上依然建构在20世纪六七十年代的IT技术突破之上，在那之后，科技界再无突破性的大发现。但量子信息日新月异。当科学和社会环境温度提高到某个门槛，某些技术的果子仿佛一夜间成熟了。量子将会成为下一个“低垂之果”吗？元新闻从科技领域和产业领域为您盘点安徽强大的“量子军团”：科技领域整体上达到了国际并跑、部分领跑水平图片图片图片元新闻制图量子产业核心企业34家，营收约12.4亿元图片元新闻制图图片撰稿丨元新闻记者梁巍编辑 | 梁巍美编 | 周继龙校对丨胡威坤审核 | 一审梁巍二审潘艳刚三审杨宇坤

中科大有多牛？一图带你了解！ 𐟎“ 走进中科大，你会发现这里不仅有着悠久的历史和深厚的学术积淀，还培养出了许多杰出的科学家和学者。今天，就让我们一起来看看中科大到底有多牛吧！院士校友：科学界的璀璨明星 𐟌Ÿ 潘建伟，1987年考入中科大，是国际量子信息实验研究领域的开拓者，现任中国科学技术大学常务副校长，也是中国科学院院士。他在量子信息处理方面取得了突破性进展，解决了量子保密通信在现实条件下的安全性问题，并成功研制了国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”。杜江峰，1985级少年班学生，现任中科院院士、中国科大副校长，在量子信息和量子计算领域取得了重要成果，为我国的量子科技发展做出了巨大贡献。吴文俊，虽非少年班出身，但作为中科大校友，他在数学领域有卓越贡献。他是中国科学院数学与系统科学研究院研究员，对数学的核心领域拓扑学作出重大贡献，荣获国家最高科学技术奖。杰出青年校友：科学界的未来之星 𐟌 骆利群，1981级少年班学生，现任美国国家科学院院士、斯坦福大学教授，在神经科学领域有深入研究，获得了多项国际学术荣誉。庄小威，1987级少年班学生，现任美国国家科学院院士、中科院外籍院士、哈佛大学教授，在化学和生物物理领域有杰出贡献，发表了多篇高水平学术论文。尹希，1996级少年班学生，现任哈佛大学物理系正教授（最年轻的华人教授），在物理学领域有卓越表现，特别是在弦理论和黑洞物理方面有深入研究。其他杰出校友：各领域的佼佼者 𐟏… 张亚勤，1978级少年班学生，现任澳大利亚国家工程院院士，百度公司总裁，在企业管理、科技创新和人工智能领域有丰富经验。钟扬，1979年考入中科大少年班，现任复旦大学生命科学学院教授、博士生导师，他在植物学领域有深入研究，并积极参与援藏工作，不幸因公殉职，被誉为“时代楷模”。曹原，2010级少年班学生（在读期间），在石墨烯超导领域有重大发现，Nature杂志曾连续刊登其研究成果，引发了广泛关注和赞誉，被认为是未来科学界的希望之星。这些优秀校友不仅在中科大学习期间表现出色，毕业后在各自领域内也取得了卓越的成就，为我国的科技事业和社会发展做出了重要贡献。他们的成功不仅体现了中科大的教育质量和人才培养水平，也激励着更多中科大学子追求卓越、勇攀科学高峰。

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