清华大学龙桂鲁研究组在量子控制方面取得进展
量予信息与量子逻辑国际学术研讨会

所提出的量子对偶计算机模型的研究进展。量子对 偶计算机理论一经提 出,便引起了美国量子逻辑专 家 G u d d e r 教授 、 陕 西师 范大 学杜 鸿科 教授 和 曹怀信
教 授等 学者 的关 注 ,他们 在数 学 上对这 个理论 进行
加坡 国立大学王清海博士系统地介绍 了 P T 一 对称 矩 阵理论。 这是一个新的 、有重要背景 的研究课 题, 需要组织力量尽快开展这方面研究工作。
勤
悠
武俊德 : 教授 。 收稿 日 期: 2 0 1 2 — 1 0 — 1 1 4 2
E - m a i l : w j i d @z j u . e d u . c n
会 议 报
术研讨会 以来 , 一 对称理论在我国已经引起 了很
多学者的关注和兴趣 ,比如陕西师范大学的曹怀信
本次会议论文集将由《 国际理论物理杂志》 特刊 发表 , 并将全部被 S C I 检索。
时也为培养研究生提供了重要研究课题。 上述报告内容翔实 , 观点新颖 , 给予我们诸多启
发。
誉 中科 院骆顺龙 教授 ,中科 院百 人计 划入 选者 范 象 桁教授 , 全国百篇优秀博士论文获得者邓富国教授 ,
需要对该理论予以充分注意。 固 子力学新的理论模型建立者 、来 自意大利的著名物 生培养过程中,
2 0 1 1 年度美国信息学会论文奖 除 理学家伽若拉教授 ,
来 自日 本 的海亚西教授 , 以及在量子理论方 荸 获得者 、
衔 面取得重要成果的仝殿 民教授、 邱道文教授 、 吴盛俊 举办了量子物理 中的拟厄米特哈密尔顿理论国际学
( 3 ) 关 于量 子群 、 量 子上 同调 、 G r o m o v — Wi t t e n不
量子计算机的研发进展与未来展望

The Development and Prospect of Quantum
Computer
作者: 龙桂鲁[1]
作者机构: [1]清华大学物理系
出版物刊名: 人民论坛·学术前沿
页码: 44-56页
年卷期: 2021年 第7期
主题词: 量子计算;计算机;系统软件;量子力学
摘要:量子计算机是直接以量子态进行信息处理的新型计算机.量子态具有叠加性,量子计算机具有并行性,对一个由n个量子比特组成的量子计算机的一次操作就是对其所包括的所有2n个量子态的操作,由此可以完成经典计算机无法完成的任务.量子计算机在大数分解和无序数据库搜索问题上已经显示出超越经典计算机的能力.从2016年开始,以IBM为代表的跨国大公司进入这一领域,量子计算机的研发进入快速发展的新阶段.当前,超导量子计算体系发展迅速,达到近百量子比特的规模,率先实现超越经典计算的量子霸权,而拓扑量子计算体系、量子点量子计算体系、离子阱量子体系是其强劲的竞争体系.今后几年,量子计算机的硬件将继续迅速发展,不同方案将逐步拉开.量子计算机的操作系统已经初步建立,进入发展阶段.量子应用算法开始进入快速和大规模的研发阶段.世界各国均把量子计算机的研发作为国家战略,量子计算机的研发将会大大加速.。
于海峰 科学探索永无止境

2021年中关村论坛上,北京量子信息科学研究院发布了一项重磅研究成果——长寿命超导量子比特芯片突破500微秒大关,标志着我国在超导量子芯片研究领域走到了世界前列。
今年,量子直接通信距离世界纪录也在该院刷新。
近年来,聚焦量子科技、脑科学、区块链、人工智能等尖端领域研究的多家新型研发机构在北京密集落地。
新的管理机制和运行模式打破传统约束,为科学家培植了科研沃土,短短数年间,在基础前沿、共性关键技术研究方面,一批世界级成果惊艳世界。
打破“三堵墙”2017年底,任职于南京大学的副教授于海峰收到了中科院院士、清华大学教授薛其坤的邀请,询问他是否愿意加入一家筹备中的新型研发机构,主攻超导量子计算研究。
“量子计算是一项颠覆性技术,一旦研制成功,很可能引发一场科技革命。
”从事量子领域研究近20年,于海峰很清楚这项技术在国家发展中所处的战略性地位。
当时,清华大学、北京大学、中科院等高校、科研机构都持续发力量子研究,北京在这一领域具备突出优势,部分技术路线已在国际上取得领先。
但由于科研力量分散,资源优势并未有效转化为竞争优势。
2017年12月24日,北京量子信息科学研究院揭牌成立。
作为北京首批成立的新型研发机构之一,量子院迈出了先行先试的第一步,目标便是打破横亘在量子领域发展道路上的,存在于单位之间、学科之间、科研与产业之间的“三堵墙”。
这是一步关键的“先手棋”。
与薛其坤院士深入交流后,于海峰便着手筹建科研团队。
有别于传统的科研事业单位,量子院不定机构规格、不核定人员编制,这意味着在人才引进、科研经费使用等方面拥有更大的自由度。
这也正是市科委、中关村管委于海峰科学探索永无止境围绕建造实用化量子计算机的总目标,于海峰把科研进度逐层分解为一年期、两年期、5年期多个阶段,具体任务也不断细化,甚至每个攻关小组都立下了“军令状”。
◎ 编辑|刘伟鹏|封面故事|| Grand Garden of Science | 27会对新型研发机构的定位——运行体制“新”、财政支持政策“新”、绩效评价机制“新”、知识产权激励“新”、固定资产管理“新”。
发现陈数笼目磁体TbMnsub6subSnsub6sub

发现陈数笼目磁体TbMn6Sn6作者:来源:《科学中国人·上半月》2020年第09期发现陈数笼目磁体TbMn6Sn6北京大学物理学院量子材料科学中心贾爽副教授、普林斯顿大学的M. Zahid Hasan教授以及合作者研究了一种新的笼目磁体TbMn6Sn6。
相关论文发表于Nature。
这种材料具有分立的纯净锰原子形成的笼目晶格,而且其同时具有平面外铁磁基态以及较大的磁矫顽力。
实验利用光谱成像方法直接观察到了具有平面外磁化的纯净锰基笼目晶格。
当外加磁场时,在笼目晶格上观测到了明显的朗道量子化,这在其他任何笼目材料中都没有发现。
这种特有的朗道扇结构揭示了自旋极化的狄拉克费米子具有很大的陈数能隙。
实验还发现了显著的本征反常霍尔效应标度,这与谱学研究结果完全一致,证明能隙的陈数为1。
量子点光催化剂活性中心的定点“锚定”研究进展中国科学院理化技术研究所吴骊珠、李旭兵等在量子点光催化剂活性中心的定点“锚定”及其优异产氢性能研究方面取得新进展。
相关论文发表于Matter。
通过人工光合成将太阳能转化为化学能并以氢气等形式储存起来,是太阳能转化和利用的一种有效途径。
在众多人工光合成制氢反应研究中,基于半导体量子点与廉价金属离子构筑的人工光合成体系展现出了高活性和稳定性,已成为光催化分解水制氢的一条高效、便捷且经济的途径。
研究团队发展的选择性阳离子交换的手段实现廉价金属离子在量子点表面的定点、定向负载,为构筑高效、稳定的光催化剂提供了新策略。
较低能量下化学反应中的量子几何相位效应中国科学院大连化学物理研究所孙志刚、杨学明等与中国科技大学教授王兴安合作,在H+HD→H2+D反应中的几何相位效应研究中取得新進展。
相关论文发表于Nature Communications。
研究发现,与之前2.77电子伏反应能量处的几何相位效应不同,在较低能量处,几何相位效应不仅体现在前向散射振荡上,而且较多地体现在后向散射振荡上。
核磁共振量子计算机与并行量子计算(续完)

核磁共振量子计算机与并行量子计算(续完)
龙桂鲁;肖丽
【期刊名称】《物理与工程》
【年(卷),期】2003(013)005
【摘要】@@ 3刘维尔量子计算中的指数加快的搜索算法--Bruschweiler算法rn3.1 Bruschweiler算法[45]rn与Grover搜索算法一样,Bruschweiler算法也是在无序数据库中寻找目标态.对于搜寻问题可以总结为:对于输入态x,除了当x=z 时,f(z)=1,其余的f(x)=0.z是我们要寻找的目标.在经典计算机中,大概要O(N)步;用Grover算法大概要O(√N)步;用Bruschweiler算法大概仅需要O(n)步.其
中,N=2n.
【总页数】8页(P2-9)
【作者】龙桂鲁;肖丽
【作者单位】清华大学物理系,北京,100084;量子信息与测量教育部重点实验室,北京,100084;清华大学物理系,北京,100084;量子信息与测量教育部重点实验室,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】O4
【相关文献】
1.核磁共振量子计算机与并行量子计算 [J], 龙桂鲁;肖丽
2.核磁共振量子计算机与并行量子计算(续) [J], 龙桂鲁;肖丽
3.构筑基于量子计算机的密码技术——量子计算机密码体制 [J], 郑国成
4.用核磁共振量子计算机研究量子退相干问题 [J], 张竞夫;卢志恒;单璐;邓志威
5.超导量子计算机有了首个“光电开关”有望加速量子计算机的研究 [J],
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中国对量子的研究成果

中国对量子的研究成果中国的量子研究领域在过去几十年取得了巨大的成就。
中国政府高度重视量子科学与技术的发展,并将其列为国家重要发展战略之一、下面将介绍一些中国在量子研究方面的主要成果。
首先,在量子通信领域,中国取得了重大突破。
2024年,中国成功地实现了首次地面-空间量子保密通信实验,利用中国墨子号卫星与地面站之间的量子通信,实现了光子的秘密传输。
这一实验标志着中国成为全球第一个实现地面-空间量子通信的国家。
此后,中国陆续展开了多次地面-空间量子通信实验,不断提高通信速度和安全性。
其次,在量子计算领域,中国也取得了重要进展。
2024年,中国成功地完成了具有自主知识产权的10量子比特原型机的研制。
这是全球最早实现的自主研发的量子计算机原型之一、随后,中国在2024年建成了具有66量子比特的原型机,这是全球范围内最大的原型机之一、这些量子计算机原型的研制为未来超强计算能力的实现铺平了道路。
此外,在量子仿真和量子精密测量方面,中国也有显著成果。
中国通过发展量子模拟技术,成功地模拟了多粒子体系的量子行为,提供了重要的理论指导和实验数据。
同时,中国在量子精密测量领域也取得了一系列成就,如实现了高精度的量子频率测量、相位测量和质量测量等。
此外,中国还建立了一系列量子科研基地和实验室,如中国科学院的量子信息与量子科学国家实验室、中国量子科学实验卫星和北京量子卫星科学实验与试验教育基地等。
这些基地不仅为国内外科学家提供了研究环境和平台,还促进了国际合作与学术交流。
总结起来,中国在量子研究方面取得了许多重要成果,涵盖了量子通信、量子计算、量子仿真和量子精密测量等多个领域。
这些成果不仅推动了中国量子科学与技术的发展,也为世界量子科学做出了贡献。
未来,中国将继续加大对量子研究的投入,并推动量子技术的商业化应用,以进一步加强中国在这一领域的领先地位。
构建量子密码的“中国龙”——记量子计算与量子通信专家、清华大学龙桂鲁教授

现 在 许 多传 统 密 码 都 是 采 用 单 向 函数 的 方 式 ,例 如 有 些 胁 就 要在十 年之 内完善可 以抵抗量 子计算机 攻击 的量子 密 是 应 用 了 因数 分 解 或 其 它 困 难 的 数 学 原 理 , 目前 互 联 网 上 比 码 。 到 目 前 为 止 , 只 有 部 分 的 量 子 密 码 技 术 已 接 近 实 用 水 在
用 普 通 收 音 机 收 听 广 播 ,抄 收 一 段 数 码 ,然 后 通 过 翻 查 事 先 双 那 本 书 ,密码 就 算 破 解 了 。 2
进入信 息化 时代 后 ,计 算机密码 成 为保 护商业机 密 、国
家 安全 的 “ 护 神 。 ” 守
-
为 了 这 一 全 世 界 的 共 同 目标 . 龙 桂 鲁 教 授 作 为 我 国 第
: 投 身量子计 算与量 子通讯 领域 的专家 ,十 余年来孜 孜 以 I L l ;
求 、 忘 我地 工 作 .取 得 了丰 硕 的成 果 。
大 数的质 因子 .这意 味着 以大 数 因式 分解算法 为依据 的电子 银 行 、网络 等领域 的R A公 开密钥 密码体 系在量 子计算机 面 S
令 。这是 非信息化 时代特工 常用的一种看似 非常简单 、却又 有效可靠的秘密通讯方式。 那本 书本身就是 “ 密钥 ” ( 编者注 :意即让发 送者与接
《 潜伏 》 中余 则成接 受上 级 “ 夫 ”指 令 的典 型模 式是 收者共同拥有一把钥匙 , 农 并保 证不会外泄 ).假如敌方掌握了
量子计 算机 的出现虽然会 对传统 密码产 生颠覆 ,但是量 从 量 子 搜 索 算 法 入 手 的 。 没 想 到 ,在 这 个 并 非 特 意 选 择 的 研
科技部量子调控与量子信息重点专项

科技部量子调控与量子信息重点专项量子调控与量子信息重点专项(Quantum Control and Quantum Information Key Program)是科技部为推动我国量子信息产业发展而设立的一项专项计划,旨在通过研发核心技术、培养高层次人才和建设基础设施等多个方面助推我国成为世界领先的量子信息科技强国。
我国在量子信息领域已经取得了重要进展,并成功建设了具有国际影响力的大型科学装置。
然而,与国际先进水平相比,我国在量子调控技术、量子通信网络、量子计算等重要领域仍存在差距。
因此,科技部在2016年启动了该专项计划,计划投入200亿元人民币,通过五年的实施,推动我国量子信息技术的全面升级和发展。
该专项计划的主要目标包括:1.推动量子调控和量子计算核心技术的研究和发展,提高量子计算机的可靠性和稳定性,推动其实现商业化应用。
2.研发高效可靠的量子通信网络技术,构建安全高效的通信网络,实现信息的安全传输。
3.培养一支高层次、专业化的量子信息科技人才队伍,促进我国量子信息产业的快速发展。
4.加强基础设施建设,提升我国在重要国际标准制定等领域的话语权,进一步提升我国在全球量子信息科技领域的影响力和竞争力。
目前,该专项计划已经取得了重要成果,例如,中国科学院量子信息重点实验室取得了量子千人计划和量子计算机等多个领域的突破性进展;中国科学院大学建设了具有国际水平的量子信息研究与教育平台;科学家们成功实现了跨越千公里的量子密钥分发;中国发布了首部《量子保密通信技术要求》标准等。
未来,科技部将继续支持该专项计划的实施,继续构建我国量子信息科技领域世界一流的研究平台,加强与国际合作,推动科技创新成果快速转化为具有市场竞争力的科技产品,实现我国量子信息技术产业的强劲发展。
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流协作的能力 , 学生也可参加台湾地区的大专生物 理辩 论 高 峰 会 ( s a i w a n C o l l e e t u d e n t P h s i c i s t s T - g y , 和国际物理学家锦标赛 简称 T C P T) T o u r n a m e n t ,简 称 ( n t e r n a t i o n a l h s i c i s t s T o u r n a m e n t I P y , 通过不同 层 级 的 物 理 学 术 竞 赛 使 具 有 不 同 P T) I 能力和特长 的 学 生 得 到 锻 炼 , 他们在各类物理学 术竞赛上的 收 获 在 回 校 后 都 会 进 行 交 流 和 分 享 , 使得每位学生都能有所收益 。 在南开大学 , 物理学术竞赛参加的学生基本 上是本科一 年 级 的 学 生 , 学生进入本科二年级时 就开始申报 各 类 课 外 创 新 项 目 , 通过多年的观察 和科研导师 的 反 馈 , 明显感觉到经过物理学术竞 赛的学生能 够 在 科 研 中 更 快 地 进 入 角 色 , 成为导 师的得力助手 。 通过物理学术竞赛 也 使 学 生 对 于 本专业的 课 程 学 习 更 加 有 兴 趣 。 此 外 , 参加过学 术竞赛的学生在接人待物 、 奉献精 神 、 社会责任感 等方面 也 颇 受 老 师 和 用 人 单 位 的 好 评 。 由 此 可 见, 物理学术 竞 赛 真 正 起 到 了 对 于 本 科 生 综 合 能 力培育的作用 。