潘建伟及其团队研发了什么量子技术

1. 潘建伟及其团队研发了什么量子技术

中国科学技术大学潘建伟院士团队近日成功研制出全球超导量子比特数量最多的量子计算原型机 “祖冲之号”，宣告全球最大量子比特数的超导量子体系的诞生。

量子计算机原型机发布后，我国首个可操纵的超导量子计算机体系“祖冲之号”问世。该成果将为促进中国在超导量子系统上实现量子优越性奠定了技术基础，也为后续具有重大实用价值的通用量子计算的研发提供支持。中国科学技术大学潘建伟院士团队近日成功研制出全球超导量子比特数量最多的量子计算原型机 “祖冲之号”，宣告全球最大量子比特数的超导量子体系的诞生。这篇名为《在可编程二维62比特量子处理器上的量子行走》的论文5月7日发表在《科学》杂志。

量子计算机是全球科技前沿的重大挑战之一，也是世界各国角逐的焦点。超导量子计算已成为最具希望的候选者之一，它的核心目标是增加 “可操纵” 的量子比特数量，通过提升操纵精度来实现落地应用。祖冲之号” 可操纵的超导量子比特多达62个，而此前谷歌实现 “量子优越” 的“悬铃木”53个量子比特。研究团队在大尺度晶格上首次实现了量子行走的实验观测，并实现对量子行走构型的精准调控，构建了可编程的双粒子量子行走。

2. 潘建伟及其团队研发了什么量子技术

潘建伟及其团队研发了量子计算机技术。
1、科研综述
2022年8月，中国科学技术大学潘建伟及其同事包小辉、张强等，将长寿命冷原子量子存储技术与量子频率转换技术相结合，采用现场光纤在相距直线距离12.5公里的独立量子存储节点间建立纠缠。

2022年，中国科学技术大学潘建伟团队与上海技物所、新疆天文台等单位合作，在国际上首次实现了百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验时间传递稳定度达到飞秒（千万亿分之一秒）量级，可满足目前最高精度光钟的时间传递要求。

2、学术论著
根据2022年7月中国科学技术大学官网显示，潘建伟在《Nature》《Science》《PNAS》和《Physical Review Letters》等重要国际学术期刊上发表论文180余篇，并受国际权威综述期刊《Reviews of Modern Physics》邀请先后撰写关于多光子纠缠实验和现实条件下量子通信安全性的综述论文。
3、成果奖励
根据2022年7月中国科学技术大学官网显示，潘建伟曾获国家自然科学一等奖等奖项。

3. 潘建伟在量子通信领域取得的巨大成就对人类有怎样的影响？

潘建伟院士在量子通讯领域取得了一个有一个举世瞩目的成就，被一些网友冠之为“量子力学之父”，那么他有可能在近期获得诺贝尔奖吗？这是不少网友关心的问题，现在我们就来讨论一下这个可能性。

潘建伟院士如果一直从事的是目前这类研究课题，他永远也得不到诺贝尔奖。因为这类研究不是诺贝尔奖的鼓励对象。
在物理学领域，诺贝尔奖的主要表彰对象是在基础发现和理论方面的科学家。

而潘建伟院士所从事的是应用技术科学，就是在别人发现和研究的基础理论上，进一步延伸这些理论的实用价值。比如其现在研究的量子通讯加密技术、量子纠缠、量子分发、量子隐形传输等方面的应用，都是在已有量子力学理论基础上进行的。
基础理论与应用技术都属于科学的范畴，但又是两个不同阶段的部分，一个是上游，一个是中下游。就像一条大河，没有上游的水源，就没有中下游的流域；而没有中下游的流域，上游的水源就无法到达更宽广的地域造福人类。

理论上，基础科学和应用科学都非常重要，都是不可或缺的，但如果一定要分出个高低来说，基础科学就更显珍贵。
因为这是一个开创性的工作，是一个从无到有的发现，是启迪人类新的思路创造之源。没有这个开端引路，就没有后来的开发和发展。
刘慈欣《三体》科幻小说描述的就是人类基础科学发展被三体人锁死，使得很多科学家丧失了希望而自杀。这虽是科幻，但也从一个侧边反映了基础发现的无比重要性

4. 潘建伟团队又一个国际首次，为量子领域奠定基础，外国学者称赞

说起量子力学，很多人都认为这是一个神秘的领域，普通人难以接触。但中国却有一群科学家却整天钻研着这些晦涩难懂的东西，并且取得了价值不菲的成就，而这其中的代表，就是“中国量子力学之父”潘建伟。而近日，潘院士与他的团队再立新功，又获得了一个国际首次。
  
 据媒体报道，来自中国 科技 大学的消息，中国量子学领域的顶级科学家潘建伟院士与其团队在国际上首次提出椭圆微腔耦合实现确定性偏振单光子的理论方案，并在窄带和宽带两种微腔上成功实验实现了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源，为量子领域多项技术奠定了科学基础。
  
 潘建伟院士作为中国前沿的科学家，为不少人熟知，但是更多的人对于潘院士的理论成果并不熟悉，甚至光听描述都会懵圈，毕竟量子领域一直给人一种神秘感，很难去抽象的理解，很多人也对单光子源也感到摸不着头脑，那么它到底有什么用呢？
  
 
  
 单光子源目前至少在三个方面有着大用处：
  
 首先是量子加密技术的必然要求。所谓的量子加密，就是利用力学的原理，传送秘密钥匙。相比于传统加密方式，量子加密技术会让你的私人信息更加安全，你的移动设备遭到窃听或者密码被截获的可能性要大大降低，而现有的窃听技术几乎对量子加密无解。
  
 其次，进行线性量子计算需要用到单光子源。我们计算器进行数据处理，都会用上计算，而量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态，从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力，也能使计算器发挥更大的功效。
  
 此外，高性能的单光子源能够对各种探测光学的仪器定义标准。如同度量衡一般，光学仪器对物体的探测也需要一个标准，而越是高性能的单光子源，越能让仪器的精度标准提升。
  
 
  
 ​单光子源在量子领域的作用如此之大，但是它却并非如此的稳定。科学家进行量子力学的研究已有一个多世纪，而其中所遇到的种种困难，很多都是来源自单光子源。实际上量子并不喜欢单独行动，它们更愿意三五成群“抱团”行动，而正是因为很难让单个量子隔离出来，这也使得在量子学研究时，经常能得到不同标准，而且科学家发现，单光子源往往比成团的光子更有效果。
  
 在多光子的情况下，必然导致量子加密技术的安全性降低，同时也会减少量子传输的速度与距离，如同狭窄的跑道上挤满选手，使得选手们都发挥不出实力。而潘建伟团队的这项研究意义，便在于他们寻找到高性能的单光子源，这使得量子技术的突破有了一个新的基础。
  
 量子力学是一门高深的技术，虽然很多人并不了解这些，但是这确实现代化 科技 必要的一项技能，因此也很难有直观的感受。好在我们拥有许多像潘建伟院士一样的人才，为中国打开量子领域的大门。潘建伟团队再攀量子高峰，让外国学者也夸赞不已，甚至直言“必须学习中国的新科学研究，不过这之前要先学中文了。”（子文）

5. 潘建伟等中国学者开创性实现量子随机行走

6. 潘建伟：下一个量子突破将在五年后发生

  光子盒研究院出品 
    最近，   中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、朱晓波等和西班牙塞维利亚大学Adán Cabello教授合作，   首次实验排除实数形式的标准量子力学。研究人员利用超高精度超导量子线路实现确定性纠缠交换，以超过43个标准差的实验精度证明了实数无法完整描述标准量子力学，确立了复数的客观实在性。 
        2月3日，西班牙《国家报》[1]报道了对潘建伟院士和Adán Cabello教授的采访。  
    报道首先回顾了这项中国和西班牙团队合作的研究。去年，一组研究人员在《自然》杂志上[2]提出了一个想法，即基于实数的量子理论的替代方案可以通过实验被证伪。这是量子领域的顶尖科学家潘建伟提出的一项挑战，塞维利亚大学的物理学家Adán Cabello参与了这项挑战。他们的联合研究证明了“复数(例如-1的平方根)在标准量子力学中不可或缺的作用。”这些结果使得使用这种技术的计算机的开发取得了进展，根据Cabello的说法，“在以前无法进入的领域测试量子物理。” 
    现年51岁的潘建伟1987年毕业于中国科学技术大学，维也纳大学博士研究生，他领导着世界上规模最大、最成功的量子研究团队之一，被诺贝尔物理学奖得主Frank Wilczek称为“自然的力量(a force of nature)”。潘建伟在维也纳大学的论文导师、物理学家Anton Zeilinger补充道：“没有潘建伟，我无法想象量子技术的出现。” 
    潘建伟在这项研究中的领导地位至关重要。他解释说：“这个实验可以被视为两个玩家之间的 游戏 ：实数量子力学和复数量子力学。这个 游戏 是在一个带有四个超导电路的量子计算机平台上进行的。通过发送随机测量基数并测量结果，就可以获得 游戏 分数，该分数是测量基数和测量结果的数学组合。 游戏 规则是，如果 游戏 分数超过7.66分，则排除实数量子力学，我们的工作就是这样。” 
    这个实验由中国科学技术大学和塞维利亚大学合作进行，并被科学杂志《物理评论快报》[2]报道。它旨在回答一个基本问题：复数对于自然的量子力学描述真的有必要吗？结果排除了标准量子物理中只使用实数的替代方案。 
       根据潘建伟的说法：“物理学家用数学来描述自然。在经典物理学中，实数似乎可以完整地描述所有经典现象中的物理现实，而复数只是有时被用作一种方便的数学工具。然而，是否需要复数来代表量子力学的理论仍然是个未知数。我们的结果排除了对自然的实数描述，并确立了复数在量子力学中不可或缺的作用。” 
    Cabello补充道：“这不仅仅是排除一个特定的替代方案，实验的重要性在于，它展示了超导量子比特系统是如何工作的。使我们能够测试量子物理的预测，而这些预测是我们迄今为止进行的实验无法测试的。因为它们需要对几个量子比特进行严格控制。现在我们将能够测试它们。” 
    中国科学技术大学的陆朝阳教授是这项实验的合著者，他说：“量子计算机最有希望的近期应用是量子力学本身的测试和多体系统的研究。”这一发现不仅为量子计算机的发展提供了一条前进的道路，也为在原子和亚原子水平上理解粒子的行为和相互作用提供了一种接近自然的新途径。 
      实现拥有拥有数百万量子比特的计算机的目标还有很长的路要走。然而，中国和西班牙团队的研究结果使得扩大现有量子计算机的用途和理解困扰科学家多年的物理现象成为可能。 
    参考链接： 
    [1]https://english.elpais.com/science-tech/2022-02-03/jian-wei-pan-the-next-quantum-breakthrough-will-happen-in-five-years.html 
    [2]https://www.nature.com/articles/s41586-021-04160-4 
    [3]https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.040403 

7. 我国量子技术领跑全球，潘建伟团队再曝好消息：破解世界级难题

8. 潘建伟院士描绘量子应用的未来图景，仍面临一大挑战，但正在实现