深耕科研结硕果，步履不停谱新篇。2024上半年，量子研究院科研人员践行科学家精神，潜心钻研，在量子科学领域不懈探索，取得了一系列高水平科研成果，为助力量子科技领域基础研究突破和关键核心技术攻关、加快实现我国科技高水平自立自强贡献了深圳力量。特此进行集锦，与大家共飨！
量子研究院2024上半年科研成果集锦速览
1月1日
量子研究院钟有鹏研究员课题组在分布式量子模拟领域取得重要实验进展，相关成果在PRL发表
2月14日
南方科技大学物理系、量子研究院刘畅副教授课题组，刘奇航教授课题组在Nature发表关于反铁磁材料自旋劈裂行为的研究成果
2月29日
量子研究院“玻色编码纠错延长量子比特寿命”成果入选“中国科学十大进展”榜单
3月26日
量子研究院黄文副研究员课题组在PRL发表Sr2RuO4非常规超导电性的研究成果
4月3日
量子研究院陈洁菲副教授课题组首次实现了单个光子非经典光源在时空（2+1）维的艾里子弹，相关论文在PRL发表
5月9日
量子研究院辛涛副研究员课题组在PRL发文报道在大规模量子态表征方向取得的重要研究进展
5月14日
量子研究院徐源研究员课题组、刘松副研究员课题组在PRL发表针对光子数福克态的耗散工程量子控制方向取得的重要实验研究成果
5月17日
量子研究院李正达副研究员课题组在实验中观测到非厄米边缘爆发现象，相关论文在PRL发表
5月21日
量子研究院王玉成副研究员课题组在PRL发文报道首次发现耗散可以诱导拓展态和局域态之间的转变
5月24日
南方科技大学物理系、量子研究院鲁大为副教授课题组在PRL发文阐述一种不需要外界额外做工驱动的量子制冷过程
6月11日
量子研究院李正达副研究员课题组在基于纠缠的量子网络验证和拓扑分类领域取得重要理论和实验进展，相关论文在PRL发表
6月20日
量子研究院邓修豪副研究员课题组在PRL刊文，报道实现集成量子芯片中抗关联噪声的量子门
量子研究院成果入选“中国科学十大进展”榜单
2024年2月29日，由国家自然科学基金委员会主办的“2023年度中国科学十大进展”发布会在北京召开，我院“玻色编码纠错延长量子比特寿命”成果入选“中国科学十大进展”榜单。
2023年3月，在中国科学院院士、量子研究院院长俞大鹏的带领下，超导实验室的徐源研究员、倪忠初博士等人联合福州大学郑仕标教授、清华大学孙麓岩教授等团队攻坚克难，在基于超导量子线路系统的量子纠错领域一举取得了突破性重大实验进展：团队通过对微波腔中的离散变量光子量子比特进行实时反馈校正，证明了超过QEC的盈亏平衡点，并在Nature上发表。
“十大科学进展”入选简介指出，该研究在国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点16%，展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力，具有里程碑式的重要意义。
刘畅、刘奇航课题组在Nature发表关于反铁磁材料自旋劈裂行为的研究成果
南方科技大学物理系、量子研究院刘畅副教授课题组，刘奇航教授课题组和中国科学院上海微系统与信息技术研究所乔山研究员课题组合作，在反铁磁材料的电子结构研究中取得进展。研究团队首次在实验上直接观测到了反铁磁材料中自旋劈裂的能带，相关成果以“Observation of plaid-like spin splitting in a noncoplanar antiferromagnet”为题发表在国际学术期刊Nature上。
该工作首次在实验上直接证实了具有自旋劈裂能带的非常规反铁磁材料的存在，对反铁磁自旋电子学未来的研究和应用具有指导意义。在研究过程中，研究团队尝试了多种不同的反铁磁体候选材料，最终选定了反铁磁磁畴较大的MnTe2作为研究对象；也克服了仪器频繁故障等技术困难，经过一年多的数据收集，最终成文。
钟有鹏课题组在PRL发文报道在分布式量子模拟领域取得的重要实验进展
量子研究院超导实验室的钟有鹏研究员、牛晶晶副研究员团队，与南方科技大学物理系鲁大为副教授合作，在基于超导量子线路系统的分布式量子模拟领域取得重要实验进展。相关成果以“Demonstrating Path-Independent Anyonic Braiding on a Modular Superconducting Quantum Processor”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。
研究团队通过多个高品质互联的超导量子芯片巧妙地实现了二维环面码模型，展示了任意子编织特性，并成功探测了拓扑相位。在实验上首次利用分布式量子处理器模拟拓扑相位。这项研究开创了用分布式量子处理器模拟拓扑相位的先例，为基于分布式架构的量子模拟提供了研究思路。
陈洁菲课题组首次实现单个光子非经典光源在时空（2+1）维的艾里子弹
量子研究院陈洁菲副教授研究团队在单光子操控方面的研究取得重要进展。研究团队在实验上首次实现了单个光子非经典光源在时空（2+1）维的艾里子弹。相关研究成果以“Spatiotemporal single-photon Airy bullets”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters），并获得编辑推荐。美国物理学会的在线杂志Physics Magazine报道了此项工作并对其重要性作详细评论。
该项研究利用了冷原子系综作为介质首次实现了时空全维度操控的单光子艾里子弹。在量子计算网络的构建过程中，光在时间或频谱或空间中的模式分布可采用艾里波形，进而在传输过程中的色散、衍射等问题可利用艾里子弹来解决。这种特殊量子光场能应用到量子通信、量子信息、单光子显微技术及非破坏性生物成像中。
黄文课题组在PRL发表关于Sr2RuO4非常规超导电性的研究成果
量子研究院黄文副研究员研究团队在Sr2RuO4非常规超导电性的理论研究方面取得进展，提出了该超导体中由量子几何效应诱导本征Kerr效应的新机理。相关研究成果以“Quantum-geometry-induced anomalous Hall effect in nonunitary superconductors and application to Sr2RuO4”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
该项研究中借助于含自旋轨道耦合的量子几何效应，一些特殊的超导态可以在无带间配对的情况下产生本征Kerr效应。揭示了量子几何在Sr2RuO4中发挥的重要作用，通过阐明这种材料中观察到的极化Kerr效应的起源，缩小了其超导配对对称性的可能范围。
徐源、刘松课题组在PRL发表针对光子数福克态的耗散工程量子控制方向取得的重要实验研究成果
量子研究院徐源研究员与刘松副研究员合作，在针对光子数福克态的耗散工程量子控制方向取得重要实验研究进展。研究团队在实验上开发了级联选择性光子数增加操作，实现对微波谐振腔中福克态的长时间稳定保持，首次展示了对多光子损耗错误的纠正来保护量子态信息。相关研究成果以“Autonomous Stabilization of Fock States in an Oscillator against Multiphoton Losses”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
研究团队通过在超导量子电路系统中巧妙构建级联选择性光子数增加操作，成功实现克服福克态的多光子损耗错误，解决了这一重要科学难题。这项创新成果开发了基于耗散工程的量子控制新手段，不但可以进 一步推广应用到微波和光学光子、机械振子和声波声子等体系，同时有望在未来量子光学、量子精密测量和量子纠错等领域发挥重要的应用。
李正达团队在PRL发文报道实验中观测到非厄米边缘爆发现象
量子研究院李正达副研究员，物理系、量子研究院范靖云教授与中山大学研究人员联合在非厄米物理研究中取得重要进展。团队在实验中观测到了由非厄米趋肤效应和带隙虚部闭合共同导致的非厄米边缘爆发现象（Non-Hermitian Edge Burst Effect），相关研究工作以“Observation of Non-Hermitian Edge Burst Effect in One-Dimensional Photonic Quantum Walk”为题发表在学术期刊 Physical Review Letters 上。
王玉成课题组在PRL发文报道首次发现耗散可以诱导拓展态和局域态之间的转变
量子研究院王玉成副研究员研究团队发现通过调节耗散可以使得系统的稳态处于能谱中特定的区域，研究者将这一特征应用到有迁移率边的系统，首次发现耗散可以诱导扩展态和局域态之间的转变并揭示了其中的机制，相关成果以“Dissipation-Induced Extended-Localized Transition ”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
此项研究中，通过这种耗散和迁移率边结合的量子调控方式，提供了一种诱导扩展-局域转变和操纵系统输运性质的新途径。相关研究成果在凝聚态、量子信息、量子模拟中都有潜在的应用，例如用来调控粒子动力学，制备所需的量子态，调控量子信息的存储和释放等。
鲁大为课题组在PRL发文阐述一种不需要外界额外做工驱动的量子制冷过程
南方科技大学物理系、量子研究院鲁大为副教授研究团队在量子热力学领域取得进展，利用核磁共振技术在分子层面实现了一种不需要外界额外做功驱动的量子制冷过程，相关成果以“Experimental realization of self-contained quantum refrigeration”为题发表在国际物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
该项研究，通过核磁共振量子系统中功和热等能量的分析，为量子热力学领域的进一步实验研究提供了参考，研究中量子层面、不需要外界驱动的制冷过程将有望被应用于未来的量子计算机中，通过对量子比特制冷降温，能够降低其在进行量子计算任务时出现错误的概率，从而提高计算的准确性。
李正达课题组在PRL发文报道在量子网络研究中取得的重要进展
量子研究院李正达副研究员，物理系、量子研究院范靖云教授与西南交通大学罗明星教授合作，在基于纠缠的量子网络验证和拓扑分类领域取得重要理论和实验进展。研究团队在理论和实验上首次针对不同类型的三角形网络的非局域性和网络拓扑区分进行研究，展示了量子网络的基础单元的量子特性。该工作代表了研究量子网络基本结构的实验研究先例，相关成果以“Certifying Network Topologies and Nonlocalities of Triangle Quantum Networks”为题于2024年6月11日在线发表在学术期刊Physical Review Letters上。
邓修豪与陈远珍课题组实现集成量子芯片中抗关联噪声的量子门
在量子计算机的发展中，关联噪声是量子芯片集成化面临的一个核心挑战。由于噪声无法完全消除，为了让量子计算机的计算结果更可靠，科研人员一直在寻求在噪声环境下实现更高保真度的量子门的方法。量子研究院的邓修豪课题组与南方科技大学物理系陈远珍课题组在这一背景下，提出并验证了一种新的量子门设计方法，可以在进行相应的量子操作的同时修正集成量子芯片中的关联噪声的影响，包括频率噪声、控制场拉比频率噪声、一般性准静态噪声、多比特间空间关联噪声、低频噪声等，从而降低量子门出错的概率。这样的量子门通常被称为 robust（鲁棒的，稳健的）。该工作以“Robust Quantum Gates against Correlated Noise in Integrated Quantum Chips”发表在 Physical Review Letters 上。
这项工作对未来量子计算的发展具有重要意义。不仅验证了鲁棒量子门可以显著减少由于低频噪声、系统漂移、控制不完善等引起的相干错误，极大地改善了线路深度增加时的性能，而且为量子电路的设计和优化提供了新的工具。
辛涛课题组在量子态表征方面取得重要进展
量子研究院辛涛副研究员课题组在大规模量子态表征方向取得重要研究进展。研究人员基于Transformer深度神经网络学习技术，构建了高效率的量子态保真度估计器并进行了实验验证使用，为未来大规模量子计算表征提供了重要技术支撑。相关成果以“Experimental direct quantum fidelity learning via a data-driven approach”为题发表在学术期刊 Physical Review Letters上。
研究人员针对量子化学模拟等量子多体模型基态，利用Transformer深度神经网络学习技术的强表达能力以及量子重叠层析的强测量能力，构建并实验验证了多项式测量复杂度的高效量子态保真度估计器，可大幅度降低实验测控成本。该研究成果为大尺度量子态的全面刻画提供了重要技术支持，有助于未来大规模量子优势探索研究。