量子信息技術（QIT）

信息技術IT(Information Technology),比特(bit)——20世紀的技術革命
量子信息技術QIT(Quantum Information Technology),量子比特(qbit)——21世紀的技術革命
量子信息論在科學方面有着深遠的影響，改造量子力學基礎，加速變革時空觀，加深對定域因果律的看法。量子信息論在技術方面也有着重大影響，因爲它的發展前景是量子信息技術(QIT)產業，它是更新換代目前龐大IT產業的嬰兒，是推動IT產業更新換代的動力，指引IT技術徹底變革的方向。

量子通信(quantum teleportation)是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式。
http://baike.baidu.com/view/380282.htm
量子糾纏(quantum entanglement)是一種量子力學現象，其定義上描述複合系統(具有兩個以上的成員系統)之一類特殊的量子態，此量子態無法分解爲成員系統各自量子態之張量積(tensor product)。
http://baike.baidu.com/view/95051.htm

【EPR】

E愛因斯坦-P波多爾斯基-R羅森1935年爲論證量子力學的不完備性而提出的一個悖論，又稱EPR論證，EPR是這三位物理學家姓的頭一個字母，這一悖論涉及到如何理解微觀物理實在的問題。
http://baike.baidu.com/view/176328.htm
【量子態】

在量子力學中，微觀粒子的運動狀態稱爲量子態。量子態是由一組量子數表徵，這組量子數的數目等於粒子的自由度數。
宏觀量子態BEC: Bose-Einstein condensates are sometimes referred to as a “fifth state of matter”, a rare state or phase in which all the particles share the same quantum state.
http://baike.baidu.com/view/714749.htm
http://www.coldquanta.com/science.htm
玻色-愛因斯坦凝聚：玻色-愛因斯坦凝聚是玻色子原子在冷卻到絕對零度附近時所呈現出的一種氣態的、超流性的物態。1995年，麻省理工學院的沃夫岡·凱特利與科羅拉多大學鮑爾德分校的埃裏克·阿林·康奈爾和卡爾·威曼使用氣態的銣原子在170納開爾文的低溫下首次獲得了玻色-愛因斯坦凝聚。在這種狀態下，幾乎全部原子都聚集到能量最低的量子態，形成一個宏觀的量子狀態。

這幅圖像顯示的是銣原子速度的分佈，它證實了玻色-愛因斯坦凝聚的存在。圖中的顏色顯示多少原子處於這個速度上。紅色表示只有少數原子的速度是該速度。白色表示許多原子是這個速度。最低速度顯示白色或淺藍色。左圖：玻色-愛因斯坦凝聚出現前。中圖：玻色-愛因斯坦凝聚剛剛出現。右圖：幾乎所有剩餘的原子處於玻色-愛因斯坦凝聚狀態。由於不確定性原理尖部不是無窮窄：由於原子被束縛於一個很小的空間，它們的速度必須有一個很小的範圍。
日期 1995年(1995) 來源 NIST Image 作者 NIST/JILA/CU-Boulder
In the July 14, 1995 issue of Science magazine, researchers from JILA reported achieving a temperature far lower than had ever been produced before and creating an entirely new state of matter predicted decades ago by Albert Einstein and Indian physicist Satyendra Nath Bose. Cooling rubidium atoms to less than 170 billionths of a degree above absolute zero caused the individual atoms to condense into a "superatom" behaving as a single entity. The graphic shows three-dimensional successive snap shots in time in which the atoms condensed from less dense red, yellow and green areas into very dense blue to white areas. JILA is jointly operated by NIST and the University of Colorado at Boulder.
http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%8E%BB%E8%89%B2-%E7%88%B1%E5%9B%A0%E6%96%AF%E5%9D%A6%E5%87%9D%E8%81%9A

Bose-Einstein Condensation: A BEC consists of many atoms in the same quantum state. BECs are of interest because they are large objects that behave quantum mechanically.
http://cold-atoms.physics.lsa.umich.edu/home.html
【EPR Paradox】
Quantum Mechanics

Uncertainty Principle
In quantum mechanics, the EPR paradox (or Einstein–Podolsky–Rosen paradox) is a thought experiment which challenged long-held ideas about the relation between the observed values of physical quantities and the values that can be accounted for by a physical theory. Einstein, Podolsky, and Rosen introduced the thought experiment in a 1935 paper to argue that quantum mechanics is not a complete physical theory.[1][2]
According to its authors the EPR experiment yields a dichotomy. Either
1.The result of a measurement performed on one part A of a quantum system has a non-local effect on the physical reality of another distant part B, in the sense that quantum mechanics can predict outcomes of some measurements carried out at B; or...
2.Quantum mechanics is incomplete in the sense that some element of physical reality corresponding to B cannot be accounted for by quantum mechanics (that is, some extra variable is needed to account for it).
As shown later by Bell, one cannot introduce the notion of "elements of reality" without affecting the predictions of the theory. That is, one cannot complete quantum mechanics with these "elements", because this automatically leads to some logical contradictions.
Einstein never accepted quantum mechanics as a "real" and complete theory, struggling to the end of his life for an interpretation that could comply with relativity without complying with the Heisenberg Uncertainty Principle. As he once said: "God does not play dice", skeptically referring to the Copenhagen Interpretation of quantum mechanics which says there exists no objective physical reality other than that which is revealed through measurement and observation.
The EPR paradox is a paradox in the following sense: if one adds to quantum mechanics some seemingly reasonable (but actually wrong, or questionable as a whole) conditions — like local realism (not to be confused with philosophical realism), counterfactual definiteness, and incompleteness (see Bell inequality and Bell test experiments) — then one obtains a contradiction. However, quantum mechanics by itself does not appear to be internally inconsistent, nor — as it turns out — does it contradict relativity. As a result of further theoretical and experimental developments since the original EPR paper, most physicists today regard the EPR paradox as an illustration of how quantum mechanics violates classical intuitions.
Measurements on an entangled state

The EPR thought experiment, performed with electron-positron pairs. A source (center) sends particles toward two observers, electrons to Alice (left) and positrons to Bob (right), who can perform spin measurements.
http://en.wikipedia.org/wiki/EPR_paradox
【Quantum State】

Probability densities for the electron of a hydrogen atom in different quantum states.
In quantum physics, a quantum state is a mathematical object that fully describes a quantum system. One typically imagines some experimental apparatus and procedure which "prepares" this quantum state; the mathematical object then reflects the setup of the apparatus. Quantum states can be statistically mixed, corresponding to an experiment involving a random change of the parameters. States obtained in this way are called mixed states, as opposed to pure states, which cannot be described as a mixture of others. When performing a certain measurement on a quantum state, the result generally described by a probability distribution, and the form that this distribution takes is completely determined by the quantum state and the observable describing the measurement. However, unlike in classical mechanics, the result of a measurement on even a pure quantum state is only determined probabilistically. This reflects a core difference between classical and quantum physics.
Mathematically, a pure quantum state is typically represented by a vector in a Hilbert space. In physics, bra-ket notation is often used to denote such vectors. Linear combinations (superpositions) of vectors can describe interference phenomena. Mixed quantum states are described by density matrices.
In a more general mathematical context, quantum states can be understood as positive normalized linear functionals on a C* algebra; see GNS construction.
http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_state
http://www.viswiki.com/en/Quantum_state
【量子通信的奧祕[20091103]】

從普朗克的能量子假說、到愛因斯坦的光量子理論到玻爾的原子理論，在百年的時間裏，量子力學發展迅速。尤其是20世紀二、三十年代，愛因斯坦和玻爾之間的“物理學靈魂的論戰”引發了無數科學家對“量子糾纏”現象的研究，從而點燃了量子通信的星星之火。
量子通信——以實驗駁倒愛因斯坦
所謂量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是近二十年發展起來的新型交叉學科，是量子論和信息論相結合的新的研究領域。量子通信具有高效率和絕對安全等特點，是目前國際量子物理和信息科學的研究熱點。追溯量子通信的起源，還得從愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏的實證說起。
由於人們對糾纏態粒子之間的相互影響一直有所懷疑，幾十年來，物理學家一直試圖驗證這種神奇特性是否真實。
1982年，法國物理學家艾倫·愛斯派克特（Alain Aspect）和他的小組成功地完成了一項實驗，證實了微觀粒子“量子糾纏”（quantum entanglement）的現象確實存在，這一結論對西方科學的主流世界觀產生了重大的衝擊。從笛卡兒、伽利略、牛頓以來，西方科學界主流思想認爲，宇宙的組成部份相互獨立，它們之間的相互作用受到時空的限制（即是局域化的）。量子糾纏證實了愛因斯坦的幽靈——超距作用（spooky action in a distance）的存在，它證實了任何兩種物質之間，不管距離多遠，都有可能相互影響，不受四維時空的約束，是非局域的（nonlocal），宇宙在冥冥之中存在深層次的內在聯繫。
在量子糾纏理論的基礎上，1993年，美國科學家C.H.Bennett提出了量子通信（Quantum Teleportation）的概念。量子通信是由量子態攜帶信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子糾纏原理實現保密通信過程。量子通信概念的提出，使愛因斯坦的“幽靈（Spooky）” ——量子糾纏效益開始真正發揮其真正的威力。
1993年，在貝內特提出量子通信概念以後，6位來自不同國家的科學家，基於量子糾纏理論，提出了利用經典與量子相結合的方法實現量子隱形傳送的方案，即將某個粒子的未知量子態傳送到另一個地方，把另一個粒子製備到該量子態上，而原來的粒子仍留在原處，這就是量子通信最初的基本方案。量子隱形傳態不僅在物理學領域對人們認識與揭示自然界的神祕規律具有重要意義，而且可以用量子態作爲信息載體，通過量子態的傳送完成大容量信息的傳輸，實現原則上不可破譯的量子保密通信。
1997年，在奧地利留學的中國青年學者潘建偉與荷蘭學者波密斯特等人合作，首次實現了未知量子態的遠程傳輸。這是國際上首次在實驗上成功地將一個量子態從甲地的光子傳送到乙地的光子上。實驗中傳輸的只是表達量子信息的“狀態”，作爲信息載體的光子本身並不被傳輸。
經過二十多年的發展，量子通信這門學科已逐步從理論走向實驗，並向實用化發展，主要涉及的領域包括：量子密碼通信、量子遠程傳態和量子密集編碼等。

兩束激光束以稍微不同的頻率發射像貓臉一樣的圖像(顯示具有偏離橙色和紫色的色彩)揭示了扭曲的線條中的細節，顯示了糾纏在一起的兩幅圖像中存在的隨機波動。

2009年9月，中國科技大學教授潘建偉的科研團隊QPQI建成了世界上首個5節點的全通型量子通信網絡，首次實現了實時語音量子保密通信，這一成果標誌着中國在城域量子網絡關鍵技術方面已經達到了產業化要求，走在了國際前列。

量子遠程傳態，超光速信息傳輸，超光速宇航飛行
中國科普博覽　京ICP備05061377號　E-Mail:[email protected]　
http://www.kepu.net.cn/gb/special/200911_03_lztx/index.html

瞬間傳送：遠距輸送一個對象，首先是將其解體，使每個基本部分都能量度計算，這些數據會實時輸送到另一個地點的機器，它就能完完整整把對象重組。
粒子中出現的神奇“糾纏”現象，曾被愛因斯坦稱爲“遙遠地點間幽靈般的相互作用”。1997年由潘建偉等首次完成的單光子量子態隱形傳輸，是量子信息發展的一個里程碑。其後，各種各樣的量子態隱形傳輸實驗得到了實現，但所有的實驗都只能傳輸單個粒子的量子態。
複合系統量子態隱形傳輸實驗成功
英國《自然》雜誌子刊《自然—物理》10月刊，以封面文章的形式發表了我國科學家的研究成果:兩粒子複合系統量子態隱形傳輸的實驗實現。這種被世界科學界稱爲“幽靈般量子態隱形傳輸的技術”，來無影去無蹤，有可能讓物質甚至人體瞬間實現異地轉移、傳送。這是國際上首次成功實現複合系統量子態的隱形傳輸，也是我國物理學家首次在該雜誌發表封面文章。　　
此次，他們不僅在國際上首次成功實現了複合系統量子態的隱形傳輸，而且第一次成功實現了六光子糾纏態的操縱。他們的實驗結果表明，物質的瞬間無影轉移會成爲可能。量子態是指原子、中子、質子等粒子的狀態，它可表徵粒子的能量、旋轉、運動、磁場以及其他的物理特性。“量子態隱形傳輸”通俗地來說，就是將粒子從一個地方瞬間轉移到了另一個距離遙遠的地方，好像穿越了“時空隧道”。
由中國科學技術大學教授潘建偉及同事楊濤、張強等完成的這項研究成果，被《自然》雜誌稱讚爲“在大尺度量子通信研究中取得的長足進展”。不久的將來，這項成果還會在保密通信、量子計算機等方面有大量的應用，改變我們的生活。
http://tupian.hudong.com/a3_83_54_01300000330499123025547967865_jpg.html
【潘建偉小組建成世界首個全通型量子通信網絡[20090831]】
中科院上海分院 2009年08月31日瀏覽次數 35
8月29日，中國科學院“城域網絡量子通信技術”成果展示會在安徽省合肥市微尺度物質科學國家實驗室舉行。展示會上，潘建偉教授彙報了量子通信技術的最新研究成果，並進行了現場演示。
中科院副院長詹文龍在展示會上說，這一成果標誌着中國在城域量子網絡關鍵技術方面已經達到了產業化要求。
量子保密通信技術基於量子力學原理，能確保兩地之間密鑰分配的絕對安全性，從而保證通信的絕對安全。在國家安全、金融等信息安全領域有着重大的應用價值和前景。
量子信號在商用光纖上傳輸的不穩定性是量子保密通信技術實用化的主要技術障礙；而量子信號的絕對安全的路由問題則是實現量子通信網絡的主要難題。因此量子通信系統長期停留在實驗室內，不具備應用價值。
“城域網絡量子通信技術”是中國科技大學潘建偉研究小組在中科院、科技部和相關部門聯合支持下發展起來的一種通信技術。該技術基於已有商用光纖，已具備量子通信關鍵器件研製和生產能力，成果達到了實用化、產業化的要求。
今年5月，潘建偉團隊在合肥建成了世界上首個光量子電話網。據合肥微尺度物質科學國家實驗室介紹，通過商業光纖網絡，多個用戶之間可以通過不怕竊聽的量子電話進行通信，使得量子通信第一次真正展現了它的實用價值。
目前，潘建偉團隊正與相關機構合作，將在合肥市及其周邊建設一個40節點量子通信網絡示範工程。
版權所有中科院上海分院技術支持：上海中科網絡信息技術有限公司
http://www.cst.sh.cn/xwzx/kjss/200908/t20090831_2491090.html
【中科大建成世界首個全通型量子通信網絡[20090830]】
2009年08月30日20:35 新華網朱青
新華網合肥8月30日電(記者朱青)由中科大潘建偉教授領銜的科研團隊，日前在合肥構建了全球首個全通型量子通信網絡，實現了全功能運行，並將逐步往產業化的方向發展。
該科研團隊利用自主研發的光量子程控開關，成功研製5節點的星型量子通信網絡，實現了全功能運行，建成了中國第一個可實際應用的量子通信網絡，也是全球首個城域量子通信網絡。
8月29日，中國科學院“城域網絡量子通信技術”成果展示會在安徽省合肥市微尺度物質科學國家實驗室舉行。展示會上，潘建偉教授彙報了量子通信技術的最新研究成果，並進行了現場演示。
中科院副院長詹文龍在展示會上說，這一成果標誌着中國在城域量子網絡關鍵技術方面已經達到了產業化要求。
量子保密通信技術基於量子力學原理，能確保兩地之間密鑰分配的絕對安全性，從而保證通信的絕對安全。在國家安全、金融等信息安全領域有着重大的應用價值和前景。
量子信號在商用光纖上傳輸的不穩定性是量子保密通信技術實用化的主要技術障礙；而量子信號的絕對安全的路由問題則是實現量子通信網絡的主要難題。因此量子通信系統長期停留在實驗室內，不具備應用價值。
“城域網絡量子通信技術”是中國科技大學潘建偉研究小組在中科院、科技部和相關部門聯合支持下發展起來的一種通信技術。該技術基於已有商用光纖，已具備量子通信關鍵器件研製和生產能力，成果達到了實用化、產業化的要求。
今年5月，潘建偉團隊在合肥建成了世界上首個光量子電話網。據合肥微尺度物質科學國家實驗室介紹，通過商業光纖網絡，多個用戶之間可以通過不怕竊聽的量子電話進行通信，使得量子通信第一次真正展現了它的實用價值。
目前，潘建偉團隊正與相關機構合作，將在合肥市及其周邊建設一個40節點量子通信網絡示範工程。
http://news.qq.com/a/20090830/001292.htm
【世界首個絕對安全的政務網在安徽蕪湖建成開通[20090519]】
http://www.sina.com.cn 2009年05月18日20:52 中國廣播網

中科院院士郭光燦介紹“量子政務網”

中科院量子信息重點實驗室博士生陳巍介紹文件加密後的不同

“量子政務網”關鍵設備全通型量子路由器
　　中廣網蕪湖5月18日消息（記者劉軍通訊員胡勝友）記者今天從中國科大中科院量子信息重點實驗室獲悉，該實驗室與安徽蕪湖市政府合作，在蕪湖建成了世界首個“量子政務網”。“量子政務網”運用了量子保密通信技術，能夠確保信息量巨大的聲音、文件、動態圖像的絕對安全通信，投入使用後將不必再擔心黑客的攻擊和木馬的竊聽，實現真正意義上的保密通信。
　　據瞭解，首期建成的蕪湖“量子政務網”連接了蕪湖市科技局、招商局、經貿局、總工會和質監局等市政機關及蕪湖市電信大樓8個用戶，設置了4個全通主網節點和三個子網用戶節點以及1個用於攻擊檢測的節點，長15公里。
　　中國科大教授、中科院院士郭光燦介紹說，量子保密通信技術基於量子力學原理，能確保兩地之間密匙分配的絕對安全性，從而保證了通信的絕對安全。中國科大中科院量子信息重點實驗室通過大量的基礎性研究，從根本上解決了量子信號光纖傳輸的穩定性和量子路由問題，解決了量子信號在商用光纖上運用的技術難題。蕪湖“量子政務網”融合了國際上現有的三種組網技術，首次設計出具有多層次、旨在滿足不同用戶需求的多功能量子保密通信網絡，通過該網絡可以完成任意兩點之間的絕對保密的通信過程。
　　中國科大教授韓正甫表示，蕪湖“量子政務網”所使用的核心器材和設備，包括最關鍵的光電調製芯片，全部爲我國自主研發或與國內單位聯合研製，整個網絡已經實現了國產化。這一成果使我國具有全部知識產權的單向量子保密通信方案和設備，以及量子保密通信網絡核心組網技術真正在實際工作中得以應用。蕪湖“量子政務網”的建成，標誌着我國量子保密通信基礎研究的成果已經開始向產業化轉化。
　　另據瞭解，中國科大中科院量子信息重點實驗室郭光燦研究團隊早在2004年即在北京與天津之間實現了世界上最遠距離的125公里商用光纖的量子密匙分配，有力地推進了量子密碼技術的實用化。2007年，郭光燦研究團隊在北京商用光纖上實現了40公里範圍內四用戶的城域量子通信網絡，完成了世界上首個無中轉、任意互通的量子密碼通信網絡，並在國際上首先在實際地下光纜中進行了誘騙態量子密匙分配實驗，安全通信距離達到32公里。
http://www.whjs.com/Html/wbxw/whxw/2009051908264390605.htm
【量子中繼器實驗被完美實現[20090118]】
來源：科學時報發佈時間：2009-1-18

中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室教授潘建偉及其同事苑震生、陳宇翱等，利用冷原子量子存儲技術，在國際上首次實現了具有存儲和讀出功能的糾纏交換，建立了由300米光纖連接的兩個冷原子系綜之間的量子糾纏。這種冷原子系綜之間的量子糾纏可以被讀出並轉化爲光子糾纏，以進行進一步的傳輸和量子操作。該實驗成果完美實現了遠距離量子通信中急需的“量子中繼器”，向未來廣域量子通信網絡的最終實現邁出了堅實的一步。8月28日出版的《自然》發表了這項重要研究成果。
由於量子中繼器的實驗實現在量子信息研究中的重要意義，《自然》雜誌爲此專門向有關科學新聞媒體發佈了題爲《量子推》（Quantum Boost）的新聞稿，稱讚該工作“掃除了量子通信中的一大絆腳石”。
《科學時報》 (2009-1-19 A4 要聞)
科學網首頁>科學時報>正文
http://www.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2009/1/215152.html?id=215152
【量子通信實驗領域的重大突破－中國科學家實現基於冷原子量子存儲的量子中繼器[20080829]】
2008-08-29 10:18:00 來源：合肥微尺度物質科學國家實驗室
8月28日出版的國際著名科學期刊《自然》發表了中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室潘建偉教授及其同事苑震生、陳宇翱等完成的題爲“量子中繼器實驗實現”的重要研究成果。在該工作中，他們利用冷原子量子存儲技術在國際上首次實現了具有存儲和讀出功能的糾纏交換，建立了由300米光纖連接的兩個冷原子系綜之間的量子糾纏。這種冷原子系綜之間的量子糾纏可以被讀出並轉化爲光子糾纏以進行進一步的傳輸和量子操作。該實驗成果完美地實現了長程量子通信中亟需的“量子中繼器”，向未來廣域量子通信網絡的最終實現邁出了堅實的一步。
　　目前，高效安全的信息傳輸日益受到人們的關注。基於量子力學的基本原理，量子通信具有高效率和絕對安全等特點，並因此成爲國際上量子物理和信息科學的研究熱點。然而，作爲量子通信的基本資源，脆弱的糾纏光子極易被信道吸收，造成信號隨通信距離指數衰減、誤碼率提高進而導致通信失敗。因此，目前量子通信的距離被限制在100公里的量級。類比於傳統的電子通信中爲了補償電信號衰減而進行整形和放大的電子中繼器，奧地利科學家在理論上提出，可以通過量子存儲技術和量子糾纏交換和純化技術的結合來實現量子中繼器，從而最終實現大規模的長程量子通信。儘管潘建偉及其奧地利的同事已經分別在1998年和2003年在實驗上實現了糾纏交換和糾纏純化，但是，量子存儲的實驗實現卻一直存在着很大的困難。爲了解決量子存儲問題，國際上人們做了大量的研究工作。比如段路明及其奧地利、美國的合作者就曾於2001年提出了基於原子系綜的另一類量子中繼器方案。由於這一方案具有易於實驗實現的優點，受到了學術界的廣泛重視。然而，隨後的研究表明，由於這一類量子中繼器方案存在着諸如糾纏態對信道長度抖動過於敏感、誤碼率隨信道長度增長過快等嚴重問題，無法被用於實際的長程量子通信中。
爲了解決上述困難，潘建偉、陳增兵和趙博等在理論上提出了具有存儲功能的，並且對信道長度抖動不敏感、誤碼率低的高效率量子中繼器方案（相關工作發表在《物理評論快報》上）。同時，中國科大潘建偉小組及其德國、奧地利的同事經過多年的合作研究，在逐步實現了光子-原子糾纏、光子比特到原子比特的量子隱形傳態等重要階段性成果的基礎上（先後已有四項相關實驗工作發表在《物理評論快報》或《自然物理》上），最終實驗實現了完整的“量子中繼器”基本單元。由於量子中繼器實驗實現在量子信息研究中的重要意義，《自然》雜誌爲此專門向科學新聞媒體發佈了題爲“量子推動 (Quantum Boost)”的新聞稿，稱讚該工作“掃除了量子通信中的一大絆腳石”。
《自然》論文：
Zhen-Sheng Yuan, Yu-Ao Chen, Bo Zhao, Shuai Chen, Jörg Schmiedmayer, Jian-Wei Pan, Experimental demonstration of a BDCZ quantum repeater node
Nature, DOI: 10.1038/nature07241.
量子中繼器實驗原理圖圖注：

在量子網絡中，每個節點由磁光阱製備的冷原子系綜組成，這些原子系綜用作量子存儲器。每個原子系綜跟它自己發出的一個光子形成一個最大糾纏態。在任意兩個相鄰節點之間，通過對其各自發出的光子之間做聯合貝爾測量，我們可以把相鄰的兩個原子系綜糾纏起來。在實驗中，兩個節點之間由300米光纖通道連接。圖中光纖的顏色由亮轉暗表示了通訊信道中的光子損失，中間的玻璃立方體是一個極化分束器，用作聯合貝爾測量。
http://www.hfnl.ustc.edu.cn/2008/0829/818.html
【瑞士實驗顯示量子信息傳輸速度遠超光速[20080815]】
http://www.sina.com.cn 2008年08月15日新浪科技

同源糾纏光子被髮送到兩個相距18公里的村莊
　　新浪科技訊北京時間8月15日消息，據美國生活科學網報道，偉大的物理學家愛因斯坦曾對任何超光速的說法都予以駁斥，但事實很可能會表明這是他一生中犯下的爲數不多的錯誤之一。瑞士科學家日前稱，他們在實驗中證實，處於糾纏狀態的亞原子粒子，它們之間信號傳輸的速度要遠遠超出光速。
　　在8月14日出版的最新一期《自然》雜誌上，瑞士的5位科學家公佈了他們的這項最新研究成果。瑞士科學家表示，原子、電子以及宇宙空間其他所有的微觀物質都可能會表現出異常奇怪的行爲，其行爲規律可能與我們日常生活中傳統的科學規律完全背道而馳。比如，物體可以同時存在於兩個或多個場所；可以同時以相反的方向旋轉。這種現象也許只有通過量子物理學來解釋。量子物理學認爲，任何事物之間都可能存着某種特定的聯繫。發生於某一物體之上的事件，可能同時對其他物體也會產生影響。這種現象稱爲“量子糾纏”。不管物體之間的距離有多遠，同樣存在“量子糾纏”的關係。
　　愛因斯坦堅決反對“量子糾纏”理論，甚至將其戲稱爲“遙遠的鬼魅行爲”。根據量子力學理論的描述，兩個處於糾纏態的粒子無論相距多遠，都能“感知”和影響對方的狀態。幾十年來，物理學家試圖驗證這種神奇特性是否真實，以及決定它的幕後原因。其實，我們可以運用形象化的說明來解釋這種現象。被糾纏的物體釋放出某種不明粒子或其他形式的高速信號，從而對其夥伴產生影響。此前，已有實驗證實傳統物理學領域中某種隱藏信號的存在，從而打消了人們對於這種隱藏信號的種種疑問。但是，仍然有一個奇怪的可能性沒有得到證實，即這種未知信號的傳輸速率可能會比光速還要高。
　　爲了證實這種可能性，瑞士科學家開始着手對一對相互糾纏的光子進行實驗研究。首先，研究人員們將光子對拆散；然後，通過由瑞士電信公司提供的光纖向兩個村莊接收站進行傳送，接收站之間相距大約18公里。沿途光子會經過特殊設計的探測器，因此研究人員能夠隨時確定它們從出發到終點的“顏色”。最終，接收站證實每對相互糾纏的光子被分開傳送到接收站後，兩者之間仍然存在糾纏關係。通過對其中一個光子的分析，科學家可以預測另一光子的特徵。在實驗中，任何隱藏信號從此接收站傳送到彼接收站，僅僅需要一百萬兆分之一秒。這一傳輸速率保證了接收站能夠準確地檢測到光子。由此可以推測任何未知信號的傳輸速率至少是光速的10000倍。
　　愛因斯坦不僅不接受“量子糾纏”的思想，而且還堅持認爲不可能存在比光速還要快的信號，任何比光速快的“鬼魅似的遠距作用”都是不可思議的。根據1905年出版的愛因斯坦的相對論，他認爲沒有物體的運動速度能夠超過光速。愛因斯坦解釋說，光速屬於自然界的一個基本常數：對於空間內所有的觀察者來說，光速都是一樣的。同樣是愛因斯坦的相對論解釋說，當物體加速時，物體本身的質量增加，而加速需要能量。隨着物體質量的增加，維持速度所需的能量也更多。當物體以接近光速運行時，愛因斯坦經過計算說，它的質量將達到無限大，所以要使得物體繼續運行的能量也要無限大，而要超過這一極限是不可能的。
　　而科學家們從實驗中得到的結論，既可以反駁愛因斯坦的“錯誤”觀點，也可以用來解釋同一事物同時出現在不同地點這一奇異現象。愛因斯坦都無法解釋的奇怪行爲，正是量子物理學的魅力之處。(劉妍)
　　相關報道：
　　科學家欲借暗能量打造超光速飛船
    科學家欲將國際空間站建成量子通訊中心(圖)
    美科學家揭開黑洞噴射接近光速粒子流之謎
http://tech.sina.com.cn/d/2008-08-15/07492393416.shtml
【科學家欲將國際空間站建成量子通訊中心(圖)[20080613]】
http://www.sina.com.cn 2008年06月13日 07:29 新浪科技

國際空間站的新用途
　　新浪科技訊北京時間6月13日消息，據英國《新科學家》雜誌報道，如果歐洲航天局在今年晚些時候接受科學家提議的實驗，那麼國際空間站不久即有可能成爲安全使用量子糾纏(quantum entanglement)的信息中繼站。另外，這項實驗最終若獲得成功，它將成爲實現地球上任何兩個點之間衛星通訊無限安全目標的重要一步。
　　一種量子密碼術將利用類似光子這樣的粒子“被糾纏上”的方式，令其進入一種特殊的狀態，在這種狀態下，一個粒子特性的任何變化都會影響到別的粒子，甚至是很遠地方的粒子。愛因斯坦將這一過程描述爲“遠處的怪異活動”。一旦糾纏光子被用於傳遞祕密通關用語，監控它們的量子夥伴便有可能立即知道是否有人試圖截取這一信息。
　　當前傳輸糾纏光子的距離記錄爲144公里，這也是加那利羣島和特內里費島之間的距離。創造這一記錄的團隊由奧地利維也納大學的安頓·澤林格(Anton Zeilinger)領導，該小組現在希望通過國際空間站攜帶量子信號的來源，將密碼信息傳遞數千公里的範圍，從而打破144公里的記錄。
　　他們的太空-QUEST(用以太空實驗的量子糾纏)提議涉及，將一個裝有紫外線激光器的裝置綁在國際空間站歐洲“哥倫布”號科學實驗艙外面。這個收發裝置會生成一對對的糾纏光子，將一個傳輸至地面的兩個接收站。澤林格說：“通過衛星，我們能將相隔數千英里的兩個點連起來。最終，我們就能在世界任意兩個點之間使用量子密碼術。”
　　通過檢查兩個光子的某些量子特性是否匹配，兩個接收站就能認定是否有人試圖截取他們的通訊信號。這一過程不會泄露任何信息的內容。澤林格在接受《新科學家》雜誌採訪時表示，他認爲歐洲航天局會“堅決”支持太空- QUEST提議：“現在的問題是籌集建造收發裝置的資金——這是個挑戰。”
　　收發裝置必須滿足太空旅行的嚴格標準——質量低於100公斤，峯值功耗爲250瓦。澤林格樂觀地認爲，對太空技術和量子通訊感興趣的企業將會伸出援助之手。(孝文)
【太空絕密量子通信研究實現突破[20080328]】
論文作者：Paolo Villoresi 期刊：《新物理學雜誌》發佈時間：2008-3-28 14:20:51

據《新科學家》雜誌等媒體綜合報道，一支意大利和奧地利科學家小組宣佈，他們首次識別出從地球上空1500公里處的人造衛星上反彈回地球的單批光子，實現了太空絕密傳輸量子信息的重大突破。這一突破標明在太空和地球之間可以構建安全的量子通道來傳輸信息，用於全球通信。此研究成果即將發表在《新物理學雜誌》（New Journal of Physics）上。
意大利帕多瓦大學的保羅·維羅來斯和愷莎爾·巴伯利領導此研究小組，成功地利用意大利名爲馬泰拉（Matera）激光測距天文臺的1.5米望遠鏡向地球上空1500公里處的日本阿吉沙（Ajisai）人造衛星發射出光子並讓此衛星將這些光子反彈回到了原始出發地。這標誌着無法偷聽的量子編碼通信可望通過人造衛星來實現。此消息將會大受全球通信公司和銀行的歡迎。
去年6月，一個由奧地利、英國、德國研究人員組成的小組在量子通信研究中通過創下了通信距離達144公里的最遠紀錄。而要達到更遠的距離很難，因爲大氣容易干擾光子脆弱的量子狀態。而巴伯利小組想出瞭解決辦法，通過人造衛星來發送光子。由於大氣隨高度的增加而日趨稀薄，在衛星上旅行數千公里只相當於在地面上旅行8公里。

日本Ajisai 衛星有318面鏡子
爲證實地面能觀測到從軌道衛星上發送回來的光子，此研究小組從意大利馬泰拉（Matera）激光測距天文臺的望遠鏡向阿吉沙（Ajisai）人造衛星發射出一束普通的激光。阿吉沙（Ajisai）人造衛星由318面鏡片組成，從精確的鏡片上反彈回來的單批光子成功地回到了此天文臺。
參與此項研究的奧地利維也納的量子光學和量子信息研究所著名量子物理學家安頓·宰林格（Anton Zeilinger）認爲太空至地球的量子通信是一項可行技術。宰林格正在打造一個人造衛星，用於產生糾纏光子，接收信息並對信息編碼，之後再將編碼的信息反射回來，以建立全球量子通信網絡。

意大利馬泰拉（Matera）激光測距天文臺
量子通信是利用了光子等粒子的量子糾纏原理。量子信息學告訴人們，在微觀世界裏，不論兩個粒子間距離多遠，一個粒子的變化都會影響另一個粒子的現象叫量子糾纏，這一現象被愛因斯坦稱爲“詭異的互動性”。科學家認爲，這是一種“神奇的力量”，可成爲具有超級計算能力的量子計算機和量子保密系統的基礎。
量子通信是經典信息論和量子力學相結合的一門新興交叉學科，與目前成熟的通信技術相比，量子通信具有巨大的優越性，具有保密性強、大容量、遠距離傳輸等特點。量子通信不僅在軍事、國防等領域具有重要的作用，而且會極大地促進國民經濟的發展。自1993年美國IBM的研究人員提出量子通信理論以來，美國國家科學基金會、國防高級研究計劃局都對此項目進行了深入的研究，歐盟在1999年集中國際力量致力於量子通信的研究，研究項目多達12個。日本郵政省把量子通信作爲21世紀的戰略項目。（來源：搜狐科學元元）
（《新物理學雜誌》（New Journal of Physics），arXiv:0803.1871v1 [quant-ph]，Paolo Villoresi, Cesare Barbieri）
更多閱讀（英文）《新物理學雜誌》論文摘要
http://arxiv.org/abs/0803.1871
http://www.mscience.org/htmlpaper/20083281617152031647.html
【我國遠距離量子通信研究取得重大突破[20070112]】
2007年01月12日09:23 來源：新華網
    新華網北京１月１１日電（記者李江濤）由清華大學、中國科技大學等單位組成的聯合研究團隊最近在遠距離量子通信研究上取得重大突破，在國際上率先實現絕對安全距離大於１００公里的量子保密通信。
    我國科學家採用誘騙信號方法在國際上率先實現了以弱激光爲光源、絕對安全距離大於１００公里的量子密鑰分發。
    這是我國科學家繼五光子糾纏態製備與操縱、自由空間量子糾纏分發以及複合體系量子態隱形傳輸等重要研究成果後，在量子通信實驗領域取得的又一國際領先的研究成果。
    據介紹，由於量子加密術可以提供一種原理上絕對安全的通信手段，遠距離量子保密通信在國防上具有重大應用價值。自上世紀９０年代以來，國內外衆多研究小組開始致力於利用弱激光光源進行量子密鑰分發的實驗研究。目前，在弱激光光源條件上，已有多個實驗報道了超過１００公里的量子密鑰分發。但是，由於存在光子數分離攻擊，即使在最理想的條件下，所有這些實驗實現的最大安全距離都無法超過２０公里。因而，以往所謂遠距離量子密鑰分發的實驗結果原則上都有安全漏洞。
    ２００５年初，由潘建偉、王向斌、楊濤、彭承志和馬懷新等人組成的聯合研究小組開始利用誘騙信號方法進行遠距離量子密鑰分發的研究。經過近兩年的聯合攻關，２００６年夏，他們在國際上率先取得並宣佈距離大於１００公里的實驗結果。隨後，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室，歐洲慕尼黑大學——維也納大學聯合研究小組也相繼獨立獲得了採用誘騙信號方法進行量子密鑰分發的實驗結果。上述三個實驗結果已同時發表在２００７年１月５日出版的重要物理學國際期刊《物理評論快報》上。清華大學物理系彭承志博士是清華、中國科技大聯合研究組論文的第一作者。
http://it.sohu.com/20070112/n247569518.shtml
【首次實現五光子糾纏態以及終端開放的量子態隱形傳輸[2004]】
五光子量子糾纏實驗裝置

在多粒子糾纏操縱領域開展了系統的研究，所發展的多光子糾纏技術對量子基本問題和光學量子信息處理等研究具有基礎性意義，在國際上首次實現五光子糾纏態以及終端開放的量子態隱形傳輸。“五光子糾纏”被歐洲物理學會評爲“04年度物理學十大進展”，被美國物理學會評爲“04年度物理學重大事件”，被美國《科技研究新聞》雜誌評爲“04年度科技十大進展”。
主辦單位：科技部基礎研究司
科技部基礎研究管理中心
http://www.973.gov.cn/TenYear/cgz/xx/xxly_wgz.html
【中國科學家量子信息研究獲重大突破[20030522]】
(2003年05月22日 20:03)

中國科技大學教授潘建偉博士在奧地利維也納多瑙河畔的實驗站演示量子糾纏態遠距離分送。
　　大洋網訊　在奧地利維也納大學從事合作研究的中國科技大學教授潘建偉博士及其同事，最近在量子糾纏態純化的實驗研究中取得了突破性進展。英國《自然》雜誌２２日以封面文章的形式發表了題爲《任意糾纏態純化的實驗研究》的論文，潘建偉是第一作者。
　　爲了進行遠距離的量子密碼通信或量子態隱形傳輸，人們需要事先讓距離遙遠的兩地共同擁有最大量子糾纏態。然而，由於存在種種不可避免的環境噪聲，量子糾纏態的品質會隨着傳送距離的增加而變得越來越差，這導致量子通信手段目前只能應用在短距離上。此外，量子糾纏態的純化在可容錯的量子計算中也有着極爲重要的作用。因此，如何提純高品質的量子糾纏態是當今量子通信研究領域最重要的研究課題之一。
　　２００１年春，潘建偉教授與其合作者曾意外發現了利用現有技術在實驗上可行的量子糾纏態純化的理論方案，並於當年４月２８日在《自然》雜誌上發表。經過兩年的艱苦努力，潘建偉和同事們最近終於在實驗上成功地實現了高精度的糾纏態純化。這項研究成果不僅從根本上解決了目前在遠距離量子通信中由退相干效應帶來的困難，而且也將極大地推動可容錯量子計算的實驗研究。
　　《自然》雜誌審稿人稱讚潘建偉等人的論文“構成了量子信息實驗領域一個非常重要的進展”，“首次令人信服地在實驗上證明了量子信息處理中任意未知的退相干效應是可以被克服的”。爲體現對這項研究的重視，《自然》雜誌同時以封面及新聞與評論的形式報道了這項研究成果，而全世界每年只有大約３至４篇重要的物理學論文被《自然》雜誌以封面形式發表。
　　今年４３歲的潘建偉１９９２年畢業於中國科技大學近代物理系，１９９９年獲維也納大學哲學博士學位。他在量子物理學及量子信息學實驗領域取得了一系列世界矚目的研究成果。１９９９年，潘建偉關於量子態隱形傳輸實驗實現的論文同倫琴發現Ｘ射線、愛因斯坦建立相對論等影響世界的重大研究成果一起被《自然》雜誌評爲“百年物理學２１篇經典論文”。這一重要事件當年年底又被中國科技部評爲“１９９９年度中國基礎科學十大新聞”。（新華社　記者林川）
英國出版的國際最權威的學術期刊《自然》雜誌以封面形式報道了中國科技大學教授潘建偉博士最近在量子領域的突破性進展.
http://gzdaily.dayoo.com/gb/content/2003-05/22/content_1077548.htm
【潘建偉教授在量子信息領域取得重大成就[20030522]】
2003-5-23 點擊數 : 19525
摘要:英國《自然》雜誌２２日以封面文章的形式發表了題爲《任意糾纏態純化的實驗研究》的論文，潘建偉是第一作者。
　　新華網維也納５月２２日電（記者林川）在奧地利維也納大學從事合作研究的中國科技大學教授潘建偉博士及其同事，最近在量子糾纏態純化的實驗研究中取得了突破性進展。英國《自然》雜誌２２日以封面文章的形式發表了題爲《任意糾纏態純化的實驗研究》的論文，潘建偉是第一作者。
　　爲了進行遠距離的量子密碼通信或量子態隱形傳輸，人們需要事先讓距離遙遠的兩地共同擁有最大量子糾纏態。然而，由於存在種種不可避免的環境噪聲，量子糾纏態的品質會隨着傳送距離的增加而變得越來越差，這導致量子通信手段目前只能應用在短距離上。此外，量子糾纏態的純化在可容錯的量子計算中也有着極爲重要的作用。因此，如何提純高品質的量子糾纏態是當今量子通信研究領域最重要的研究課題之一。
　　２００１年春，潘建偉教授與其合作者曾意外發現了利用現有技術在實驗上可行的量子糾纏態純化的理論方案，並於當年４月２８日在《自然》雜誌上發表。經過兩年的艱苦努力，潘建偉和同事們最近終於在實驗上成功地實現了高精度的糾纏態純化。這項研究成果不僅從根本上解決了目前在遠距離量子通信中由退相干效應帶來的困難，而且也將極大地推動可容錯量子計算的實驗研究。
　　《自然》雜誌審稿人稱讚潘建偉等人的論文“構成了量子信息實驗領域一個非常重要的進展”，“首次令人信服地在實驗上證明了量子信息處理中任意未知的退相干效應是可以被克服的”。爲體現對這項研究的重視，《自然》雜誌同時以封面及新聞與評論的形式報道了這項研成果，而全世界每年只有大約３至４篇重要的物理學論文被《自然》雜誌以封面形式發表。
   潘建偉生於１９６９年３月，１９８７年從浙江省東陽中學以優異的成績考入中國科技大學近代物理系，１９９２年考取張永德教授的研究生，１９９５年獲中國科技大學碩士學位，１９９９年獲維也納大學哲學博士學位。目前是中國科技大學近代物理系的教授，並且是教育部“長江學者”和中科院“百人計劃”項目獲得者。他在量子物理學及量子信息學實驗領域取得了一系列世界矚目的研究成果，１９９９年，他與荷蘭博士波密斯特爾等合作，在國際上首次成功地實現了未知量子態的遠程輸送，該研究成果發表在權威學術期刊《自然》雜誌上。他的論文同倫琴發現Ｘ射線、愛因斯坦建立相對論等影響世界的重大研究成果一起被《自然》雜誌評爲“百年物理學２１篇經典論文”。這一重要事件當年又被中國科技部評爲“１９９９年度中國基礎科學十大新聞”。
[email protected]   中國科學技術大學理學院
http://lixy.ustc.edu.cn/detail.php?siteid=996&tplset=schoolc1&postid=5945
【A light touch: Purifying entangled photons】

(Cover art & photography, Felice Frankel & Robin Riegler)
On the cover, the set up used to obtain the first ever experimental verification of purification of entangled quantum states. If quantum communication is to become a practical proposition — quantum cryptography and teleportation for instance — it will be necessary to distribute entangled states between distant locations. Because of unavoidable noise, entanglement between two particles becomes more and more degraded the further they propagate. Using linear optics the experiment extracts a photon pair with a 'fidelity' of 92% from two pairs, each of 75% fidelity. Entanglement purification also increases the quality of logic operations between independent qubits and will thus be very significant in fault tolerant quantum computation.
Experimental entanglement purification of arbitrary unknown states
JIAN-WEI PAN, SARA GASPARONI, RUPERT URSIN, GREGOR WEIHS & ANTON ZEILINGER
Nature 423, 417–422 (2003); doi:10.1038/nature01623
http://www.nature.com/nature/links/030522/030522-1.html
【Experimental entanglement purification of arbitrary unknown states[20030522]】
Jian-Wei Pan, Sara Gasparoni, Rupert Ursin, Gregor Weihs & Anton Zeilinger
Institut für Experimentalphysik, Universität Wien, Boltzmanngasse 5, 1090 Wien, Austria
Correspondence to: Jian-Wei PanAnton Zeilinger Correspondence and requests for materials should be addressed to J.-W. P. (Email: [email protected]) or A.Z. (Email: [email protected]).
Distribution of entangled states between distant locations is essential for quantum communication1, 2, 3 over large distances. But owing to unavoidable decoherence in the quantum communication channel, the quality of entangled states generally decreases exponentially with the channel length. Entanglement purification4, 5-a way to extract a subset of states of high entanglement and high purity from a large set of less entangled states-is thus needed to overcome decoherence. Besides its important application in quantum communication, entanglement purification also plays a crucial role in error correction for quantum computation, because it can significantly increase the quality of logic operations between different qubits6. Here we demonstrate entanglement purification for general mixed states of polarization-entangled photons using only linear optics7. Typically, one photon pair of fidelity 92% could be obtained from two pairs, each of fidelity 75%. In our experiments, decoherence is overcome to the extent that the technique would achieve tolerable error rates for quantum repeaters in long-distance quantum communication8. Our results also imply that the requirement of high-accuracy logic operations in fault-tolerant quantum computation can be considerably relaxed6.
http://www.nature.com/nature/journal/v423/n6938/full/nature01623.html
Letters to Nature
Nature 423, 417-422 (22 May 2003) | doi:10.1038/nature01623; Received 17 January 2003; Accepted 31 March 2003
Volume 423 Number 6938 pp367-464
【合肥微尺度物質科學國家實驗室】

合肥微尺度物質科學國家實驗室是科技部2003年11月批准籌建的五個國家實驗室之一。實驗室“建設計劃任務書”於2004年11月通過了科技部組織的海內外專家的論證。
合肥微尺度物質科學國家實驗室是在長期堅持學科交叉與融合的基礎上，通過對相關重點實驗室資源的優化整合，逐步形成的一個以多學科綜合爲特點、以國家重大戰略需求和交叉前沿領域爲導向的新型實驗室，其學科領域涉及物理、化學、材料、生物和信息，實現了五大一級學科之間大跨度的整合。
實驗室現設有7個研究部和1個公共技術部。凝聚了一支以具備多學科背景的傑出人才爲學科帶頭人、以優秀青年人才爲主體的研究隊伍和一支高水平的技術支撐隊伍。90餘位研究人員中，包括7位院士，10名“長江學者”特聘教授，24位國家傑出青年獲得者，32位百人計劃入選者，5個國家自然科學基金委創新研究羣體和4個教育部創新團隊。
公共技術部是實驗室的技術支持體系，爲多學科交叉提供支撐，爲加強技術體系的共建、共享，鼓勵技術人員開展實驗技術與實驗方法的創新和先進儀器設備的研製提供了條件，爲取得更多原創性科研成果提供必要的技術保障。公共技術部現有理化分析實驗室、生物技術實驗室、低溫強磁場實驗室和正在籌建的微納加工實驗室。公共技術部的建立，實現了裝備資源的合理配置和使用，大型公共儀器設備統一規劃、集中購置和管理，並對國內外開放。
◇ 2000年，學校利用“211工程”建設和“知識創新工程”的機遇，組建了一支物理和化學交叉、理論和實驗相結合的研究隊伍，形成了納米材料與納米化學、單分子物理與化學和量子信息等交叉領域，並在這些領域取得重要進展，迅速進入國內領先、國際先進行列，取得了若干具有世界先進水平、在國內外學術界有影響的標誌性創新成果，受到 “211工程”“九五”期間建設項目驗收專家組的高度評價。
◇ 2001年9月，學校和相關學科學術帶頭人就建設跨學科的高水平基地達成共識，對相關重點實驗室進行整合，籌建“綜合性國家實驗室”。在侯建國副校長的主持下，提交了“國家實驗室建設申請報告”第一稿，實驗室籌建列入“知識創新工程”二期規劃和“教育振興行動計劃”建設規劃。
◇ 2001年10月，國家實驗室園區動工建設。
◇ 2001年10月，學校成立了國家實驗室建設領導小組，朱清時校長任組長。經反覆討論、修改，完成了“國家實驗室建設申請報告”第二稿和第三稿。
◇ 2001年11月17日，原科技部基礎研究司邵立勤副司長和彭以祺處長來我校考察科研基地建設工作。聽取了侯建國副校長關於學校對相關重點實驗室進行交叉整合升級的思路彙報。邵立勤副司長對我校將三個中科院重點實驗室和一個校級實驗室進行交叉整合的思路給予充分肯定，並提出了指導性的意見。
◇ 2002年5月，經科技部、中國科學院和學校相關領導和專家的多次研討，實驗室正式定名爲“合肥微尺度物質科學國家實驗室”。
◇ 2002年5月23日，科技部程津培副部長一行來我校調研指導工作，聽取了關於“合肥微尺度物質科學國家實驗室”籌建工作的彙報。程津培副部長對我校的科研實力及取得的研究成果，特別是對我校充分發揮多學科交叉和綜合優勢，積極籌建“合肥微尺度物質科學國家實驗室”給予高度評價和充分肯定。
◇ 2002年6月17日，在中科院綜合計劃局的指導下完成“國家實驗室建設申請報告”正式稿，並報中國科學院和國家科技部。
◇ 2002年8月，爲加快建設進程，學校成立了國家實驗室建設工作小組，侯建國副校長任組長。
◇ 2002年10月，國家實驗室在校內投入試運行。
◇ 2003年5月，國家實驗室園區建成。
◇ 2003年5月28日，全國人大常委會副委員長、中國科學院院長路甬祥視察了合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）。
◇ 2003年9月3日，科技部副部長程津培、科技部基礎司司長張先恩、基礎建設處處長葉玉江、安徽省科技廳廳長唐承沛等一行來我校檢查指導工作。程津培副部長一行考察了合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）並聽取了實驗室工作進展的彙報。程津培副部長對我校在籌備國家實驗室期間所取得的成果表示讚賞。認爲科大有實力、有能力做得更好，他希望我校繼續保持科研團隊的活力，爭取有一些學科率先在國際上達到並保持一流。
◇ 2003年9月19日，中國科學院綜合計劃局李志剛局長一行考察了我校合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）建設運行情況，希望該實驗室能夠加快建設進程，早日通過論證。
◇ 根據國家科技部（國科發基字[2003]389號）的通知，合肥微尺度物質科學國家實驗室於2003年11月25日正式開始籌建。
◇ 2004年4月9日，教育部部長賙濟來我校視察指導工作。考察了合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）。
◇ 2004年6月19日，合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）第一屆理事會成立暨第一次理事會議在中國科學技術大學舉行。會議由中國科技大學校長、國家實驗室理事會理事長朱清時院士主持。會議討論並通過了合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）理事會工作條例和實驗室主任及常務副主任的建議人選，並充分肯定了實驗室籌建以來在多學科方面的大跨度交叉以及所取得的一系列創新成果。
◇ 2004年6月24日，安徽省副省長田唯謙一行對合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）進行了考察和調研。田唯謙副省長還就安徽省支持合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）建設有關工作做了安排。
◇ 2004年8月2日，中國科學院正式聘任唐叔賢院士爲合肥微尺度物質科學國家實驗室主任，侯建國院士爲常務副主任。
◇ 2004年11月3日，合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）建設計劃通過專家論證。
電話：+86-551-3607860 傳真：+86-551-3606266 地址：安徽省合肥市金寨路96號
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http://www.hfnl.ustc.edu.cn/
【量子物理與量子信息研究部】
QPQI Division, Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale,
University of Science and Technology of China, Copyright © QPQI 2006
http://quantum.ustc.edu.cn/
[Nuclear Magnet Resonance]
Most physical realisations of quantum computers that have been suggested to date cannot be realised with current technology. The major exception is nulcear magnetic resonance. We use liquid-state NMR to implement various quantum algorithms and to simulate quantum systems on an NMR quantum computer. This system allows very precise control of the evolution of the quantum system and a large amount of fleibility in choosing the quantum system that is best suited for a given task. In addition, we also use solid-state nuclear magnetic resonance. The dipolar couplings that are present in these systems allow one to combine many spins in such a way that they can be used as model quantum register with several thousand qubits.
[Quantum Adiabatic Algorithm for Factorization and Its Experimental Implementation]
Xinhua Peng, Zeyang Liao, Nanyang Xu, Gan Qin, Xianyi Zhou, Dieter Suter, and Jiangfeng Du
Phys. Rev. Lett. 101, 220405 (2008)

We propose an adiabatic quantum algorithm capable of factorizing numbers, using fewer qubits than Shor’s algorithm. We implement the algorithm in a NMR quantum information processor and experimentally factorize the number 21. In the range that our classical computer could simulate, the quantum adiabatic algorithm works well, providing evidence that the running time of this algorithm scales polynomially with the problem size.
http://quantum.ustc.edu.cn/research/NMR.html
【中國科學院量子信息重點實驗室】

“2009量子輸運與量子計算前沿國際會議”成功舉辦
9月5日至7日，由我實驗室主辦的“2009量子輸運與量子計算前沿國際會議”在黃山成功舉辦，近百名國內外來賓參加，其中有諾貝爾物理獎得主崔琦先生。量子信息重點實驗室主任郭光燦院士和我校長江講座教授、美國加州大學洛杉機分校姜弘文教授任大會主席。

我實驗室成功舉辦“2009量子輸運與量子計算前沿國際會議”[2009-09-28]
9月5日至7日，由中國科學院量子信息重點實驗室主辦的“2009量子輸運與量子計算前沿國際會議”在黃山成功舉辦，近百名國內外來賓參加，其中有諾貝爾物理獎得主崔琦先生在內的海外著名專家學者10人，國內著名專家有郭光燦院士、於祿院士、中國科學院物理所呂力教授、北京大學俞大鵬教授等數十人，量子信息重點實驗室主任郭光燦院士和我校長江講座教授、美國加州大學洛杉機分校姜弘文教授任大會主席，崔琦先生致開幕詞。
量子信息是本世紀初蓬勃興起的量子物理與信息科學相結合的交叉學科，在通信、計算、密碼等領域具有巨大的應用前景，受到了各國科學家與研究機構的密切關注。其中固態系統特別是各種半導體納米結構中的量子輸運與量子計算逐漸成爲量子調控科學的前沿和戰略方向，這已經是各國科學家和政府決策部門的共識，我國也已經將之列爲國家中長期科學技術發展規劃的四項重大研究計劃之一。
此次會議旨在邀請國際著名專家介紹最新的發展趨勢，促進國內外同行的交流與合作，進一步推動我國量子輸運與量子計算科學的發展。在爲期3天的會議中，美國科學院院士、加州理工學院J. Eisenstein教授，美國德州大學A. MacDonald教授，東京大學S. Tarucha教授等世界著名科學家做了大會邀請報告，涵蓋了當前量子輸運與量子計算領域的前沿和熱點，包括量子信息重點實驗室郭國平副教授在內近三十場報告精彩紛呈，它們內容豐富，題材廣泛，引起了與會者的強烈興趣和熱烈討論。與會學者們紛紛表示這是一次精彩的、令人難忘的高水平國際會議。
此次會議得到了中國科學院、國家自然科學基金委和學校的大力支持。

量子信息是20世紀末期新生的交叉學科，它爲信息科學和技術的持續發展開闢了新的原理和方法，將在新世紀中發揮重要作用。我們實驗室是中科院爲推動量子信息在我國的發展而創建的。
本實驗室的前身是一九八三年郭光燦院士回國後組建的量子光學研究組。上世紀八○年代主要從事量子光學領域的基礎理論研究，在光場壓縮態等非經典效應方面做出了一系列重要研究成果，自一九八四年起在國內率先開設《量子光學》研究生課程，一九九○年由高等教育出版社出版《量子光學》著作。
九○年代初期當量子信息學科在國際上悄然出現時，本實驗室在國內率先投入到這個新興交叉學科領域的基礎理論研究，先後提出“量子避錯編碼原理”和“量子概率克隆原理”等，受到國際學術界的高度評價。
一九九九年，在中國科學院的支持下，成立“中國科學技術大學量子通信與量子計算開放實驗室”(Laboratory of Quantum Communication and Quantum Computation, 簡稱LQCC)。二○○一年中國科學院正式批准爲中科院重點實驗室(中國科學院科發計字［2001］477號文件)，全稱爲“中國科學院中國科學技術大學量子信息重點實驗室”(Key Laboratory of Quantum Information, USTC, CAS)。二○○五年中科院下文(中國科學院科發計字［2005］65號文件)更名爲“中國科學院量子信息重點實驗室”(Key Laboratory of Quantum Information, USTC, CAS)。
二○○一年，郭光燦教授作爲首席科學家承擔科技部“973”項目“量子通信與量子信息技術”，來自國內十多個重要研究所和著名大學的五十餘位科學家協作參加該項目的研究；
二○○二年經由國家基金委批准爲“創新研究羣體”；
二○○三年本實驗室的“量子信息技術的基礎研究”項目榮獲國家自然科學二等獎，同年郭光燦教授當選中國科學院院士，並榮獲“何梁何利”獎。
二○○四年經由中科院批准進入“中國科學院創新團隊國際合作夥伴計劃”，引進七位海外知名學者加盟本實驗室的創新團隊。
二○○六年郭光燦院士作爲首席科學家承擔科技部重大科學研究計劃“量子調控”項目“量子通信與量子計算的物理實現”。
本實驗室目前有研究人員15人，管理人員2人，其中高級職稱10人，博士10人。
實驗室的總體目標是：充分發揮多學科交叉協作的優勢，理論研究與實驗研究相結合，基礎研究與應用研究相結合，科學研究與人才培養相結合，在量子光學和量子信息領域不斷做出國際水平的成果，培養和造就年輕的學術帶頭人，建成我國量子信息科學的創新研究基地。
實驗室的長遠目標是研製成功量子計算機和實用的量子通信系統。
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【腔量子電動力學(C-QED)】
在量子信息處理的各種方案中，C-QED方案是研究得比較早、發展得比較快，並且被認爲是最有前途的方案之一。腔QED是原子物理與量子光學的交叉領域。其主要思想是將俘獲的原子約束在高品質腔中，把量子信息儲存在原子能態上，利用光腔進行量子門操作和量子信息的傳輸，因此，可以利用腔QED方案進行原子多體糾纏態的製備、量子態克隆、量子門操作、以及小規模的量子計算等量子信息處理。

【線性光學量子信息處理】
隨着光學器件的飛速發展，光子或單光子作爲量子信息的載體具有出錯率小、飛行距離遠等諸多優點。基於線性光學的量子信息處理也是比較活躍的研究課題。

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【量子信息物理原理】
作者：張永德
出版：科學出版社
日期：2006年1月第1版
ISBN：7-03-016368-0
簡介
本書系統介紹了量子信息論的物理原理。全書內容包括量子測量問題、雙態系統、量子糾纏分析、Bell型空間非定域性及分析、退相干分析、純化與相干性恢復、不可克隆定理與量子Zeno效應、量子態超空間轉移、量子門與簡單量子網絡、量子算法、量子誤差糾正與保真度、量子信息論等。共計13等。重點在於闡述物理原理。每章後均附有相關文獻和習題。爲自學和教學方便，全部習題均給出了詳細解答。本書既可以作爲教學用書，也可作爲自學和科研參考用書，適用於物理學科及電子信息學科領域的相關教師、科研人員、研究生和本科生。
前言
量子信息論在科學方面有着深遠的影響，改造量子力學基礎，加速變革時空觀，加深對定域因果律的看法。量子信息論在技術方面也有着重大影響，因爲它的發展前景是量子信息技術(QIT)產業，它是更新換代目前龐大IT產業的嬰兒，是推動IT產業更新換代的動力，指引IT技術徹底變革的方向。
目錄
第一章量子測量及相關問題
第二章量子雙態體系
第三章量子糾纏、混態與量子系統
第四章量子糾纏分析與判斷
第五章量子糾纏與Bell型空間非定域性
第六章開放系統演化與退相干
第七章混態純化與相干性的恢復
第八章量子態的非克隆定理與量子Zeno效應
第九章量子態的超空間轉移
第十章量子門與簡單量子網絡
第十一章量子算法
第十二章量子誤差糾正與保真度計算
第十三章量子信息論
附錄A 量子變換理論簡介
附錄B 與量子光場耦合的雙態體系一般動力學——Raman散射腔QED和廣義Jaynes-Cummings模型的普遍理論
附錄C 一份《量子信息物理原理》參考試卷
習題解答
索引
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【張永德教授專著《量子信息物理原理》出版】
張永德教授又一本專著《量子信息物理原理》，近日由科學出版社出版發行。
本書系統介紹了量子信息論的物理原理，內容包括量子測量問題、雙態系統、量子糾纏與量子分析、Bell型空間非定域性、退相干分析、純化與相關性恢復、不可克隆定理與量子Zeno效應、量子態超空間轉移、量子門與簡單量子網絡、量子算法、量子誤差糾正與保真度、量子信息論等內容，約47萬字。
這部著作是作者基於1998-2000年期間在我校的三次講稿，經過多次外地講學修正，殫心竭力定稿而成。內容豐富、系統，由基礎出發直至當今研究前沿，相信發行後會成爲量子物理和量子信息研究領域的一本重要的學習、科研參考書。
（近代物理系，2005.12.28）

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【張永德教授博士生導師】
Professional Experience
1959.7 graduated from Department of Atomic Energy, Peking University, P.R.China
1959.8 - 1981.11 employed in the Ministry of Nuclear Industry of P.R.China
1981.11- employed in USTC
1983.10 associate professor of theoretical physics, USTC
1986.12-1987.04 visiting scholar of ICTP, Trieste/Italy ; visiting scholar of Atominstitut der Osterreichischen Universitaten,Wien/Austria
1987.10 full professor of theoretical physics, USTC
1988- professor (part-time) of the Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences,
1992-1998.5 Vice-president, the Quantum Mechanics Research Society of all-China Universities and Colleges
1992.12-1993.06 guest professor of Atominstitut der Osterreichischen Universitaten, Wien/Austria; visiting professor of Institute of Experimental Physics, Innsbruck University, Innsbruck/Austria; visiting professor of CERN, Geneva / Switzerland
1995.06-1995.08 guest professor of Atominstitut der Osterreichischen Universitaten, Wien/Austria
1995.10-1995.12 visiting professor of City University of Hong Kong
1995.12- advisor for Ph.D.
1997.4- corresponding member of Austrian Academy of Sciences
1997.7-1997.9 guest professor of Atominstitut der Osterreichischen Universitaten, Wien/Austria; visiting professor of Institute of Experimental Physics, Innsbruck University, Innsbruck/Austria
1998.5- President, the Quantum Mechanics Research Society of all-China Universities and Colleges.
2000.12-2000.12 visiting professor of Waseda University, Tokyo/Japan.
2003.4- professor(part-time) of Dept. of Phys., Qinghua University(Beijing)
Teaching Experiences
Quantum Mechanics（量子力學，80學時）
Advanced Quantum Theory（高等量子理論，100學時）
Quantum Theory of Multi-Channel Scattering（多道散射量子理論，40學時）
Special Topics of Quantum Mechanics（量子力學專題，80學時）
Quantum Field Theory（量子場論——上、下，160學時）
Special Topics of Quantum Field Theory（量子場論專題，80學時）
Introduction to Quantum Information Theory（量子信息論導論，80學時）
Optics（光學，80學時）
Research Fields
Modern Quantum Theory and Its Applications;
Mathematical Physics in Modern Quantum Field Theory.
Main Awards
1984 Honor prize of the Ministry of Nuclear Industry, P. R. China
1985 the excellent teacher, USTC
1986 the excellent teacher, USTC
1988 the first-grade prize for education, Anhui province
1992— special subsistence allowance , the State Council of P.R.China
1996 the excellent supervisor, Chinese Academy of Sciences
1998 the education prize of Baoshan Iron & Steel Corporation
1996—2001 many times of the first-grade prize for teaching-research papers and textbooks from various organizations and associations
2002— the award of outstanding contribution to Dept. of Mod. Phys., USTC
Society Positions
1.President, the Quantum Mechanics Research Society of all-china universities and colleges；
2.Corresponding Member of Austrian Academy of Sciences；
3.Professor (part-time) ：
Institute of Plasma Physics, Chinese Academy of Sciences；
Dept. of Phys., Qinghua University(beijing) ; et.al.
聯繫方式
電子郵箱 : [email protected]
工作電話 : 3601211(h)
通信地址 : Department of Modern Physics, University of Science & Technology of China(USTC), Hefei, P.R.China
【量子信息物理原理張永德 CSDN 下載頻道】
量子信息物理原理張永德
資源大小： 8.32MB
資源類型： image/x.djvu
發佈人： jjchou
發佈日期： 2周前
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http://download.csdn.net/down/2144611/jjchou
【量子信息技術】
http://202.113.227.137/songz/shen/qm_ehomework/2006/lz/work/0310255.ppt

QIT0310255.ppt