近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陸朝陽(yáng)、王輝教授，聯(lián)合澳大利亞昆士蘭大學(xué)Ralph教授和荷蘭特溫特大學(xué)Renema教授，受邀在《自然·材料》（Nature Materials）發(fā)表題為“可拓展光量子信息技術(shù)”（Scalable photonic quantum technologies）的綜述文章。該論文系統(tǒng)性闡述了光量子態(tài)的產(chǎn)生、操縱以及探測(cè)的原理和技術(shù)，梳理了量子計(jì)算及量子模擬、量子通信、量子精密測(cè)量的國(guó)際進(jìn)展，并對(duì)未來(lái)進(jìn)一步如何發(fā)展大規(guī)模光量子計(jì)算、構(gòu)建覆蓋全球的量子網(wǎng)絡(luò)和量子精密測(cè)量應(yīng)用做了展望。

光子是量子信息處理中的核心載體之一。在量子通信方面，光子是量子通信中不可替代的信息載體。未來(lái)，可憑借太空中的量子星座及地面的光纖組網(wǎng)的結(jié)合，向全世界實(shí)時(shí)輸送無(wú)條件安全的量子密鑰。在量子計(jì)算方面，光量子是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算優(yōu)越性重要?dú)v程碑的物理體系之一。由于飛行比特、操縱精度高、不與環(huán)境相互作用等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)非常有希望在室溫大氣環(huán)境下直接實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算。在量子精密測(cè)量方面，利用光量子壓縮態(tài)、糾纏態(tài)等，已實(shí)現(xiàn)眾多超越標(biāo)準(zhǔn)量子極限的精密測(cè)量，在生物醫(yī)學(xué)、更高精度的國(guó)際單位定義等方面發(fā)揮積極作用。

潘建偉團(tuán)隊(duì)在光量子信息領(lǐng)域做出了一系列國(guó)際領(lǐng)先的成果，例如在量子通信方面，基于“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上率先完成星地量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)，結(jié)合基于糾纏的量子中繼，構(gòu)建了空地一體化量子信息網(wǎng)絡(luò)；在光量子計(jì)算方面，在多光子糾纏與度量、實(shí)用性單光子源、量子計(jì)算優(yōu)越性等多個(gè)方面長(zhǎng)期保持國(guó)際領(lǐng)先，“九章”量子計(jì)算原型機(jī)多次刷新量子計(jì)算優(yōu)越性紀(jì)錄。

相關(guān)研究工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院、安徽省、上海市和新基石科學(xué)基金會(huì)等的支持。