操纵和测量单个量子态——2012年诺贝尔物理学奖简介*

同为68岁的法国科学家塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）与美国科学家大卫·维因兰德(David J. Wineland)分享了2012年诺贝尔物理学奖。他们的突破性研究,让原本神秘的量子世界不再“与世隔绝”。在量子世界中,粒子行为不遵从经典物理学规律,人类对量子的观测更是难上加难。通过巧妙的实验方法,阿罗什和维因兰德的研究小组成功地实现对单个量子态的测量和控制,颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测的看法。     

前沿

<正>"量子科学实验卫星"关键部件完成由中国科学家自主研发的世界首颗"量子科学实验卫星"现已完成关键部件的研制与交付,卫星有望先于欧美在2016年左右发射,在轨设计寿命为两年。"量子科学实验卫星"是中科院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的五颗科学实验卫星之一,旨在建立卫星与地面间远距离量子科学实验平台,并在此平台上完成多项大尺度量子科学实验。     

科学殿堂里没有捷径

<正>2012年,诺贝尔物理学奖眷顾了法国科学家塞尔日·阿罗什与美国科学家大卫·瓦恩兰。阿罗什与瓦恩兰"提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子系统成为可能",他们的"突破性研究",让原本神秘的量子世界不再"与世隔绝",让此前一度被认为不可能实现的梦想变成了现实。正是因为此项"突破性研究",造     

量子技术未来5年的商业化前景

<正>谷歌量子人工智能实验室科学家马苏特·穆赫辛尼(Masoud Mohseni)、哈特穆特·内文(Hartmut Neven)等人畅谈量子计算机的商业投资机遇及未来5年的开发前景。从量子纠缠到大分子化学反应,基于二进制逻辑的传统计算机不能有效地描述世界许多特征。正如物理学家理查德·费曼在30年前就已经意识到的那样,解决方案是使用可同时多态混合的量子处理器。然而,要开发出有实用价值的量子计算机,还     

分子阿秒超快动力学精密测量与调控

少周期飞秒脉冲激光和桌面化极紫外阿秒光源的发展为在原子分子层面探究电子和原子核超快运动提供了飞秒到阿秒时间尺度的探测标尺。围绕双光子干涉阿秒拍频重构技术、阿秒条纹相机技术、阿秒钟技术以及阿秒瞬态吸收光谱技术等不同的阿秒测量谱学方法，主要梳理了飞秒和阿秒光脉冲在分子电离解离超快精密测控领域的最新进展，探讨了分子化学键断裂重组过程中的电子跃迁、电荷转移、电子-电子关联、电子-原子核振转耦合等超快动力学行为。     

前沿

正1中国首颗量子科学实验卫星"墨子号"成功发射我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"发射升空。量子卫星的成功发射和在轨运行,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。2土卫六上发现有液体流动的大峡谷美国航天局研究发现,土星最大的卫星土卫六上有着     

阿秒光学简史——2023年度诺贝尔物理学奖背后的故事

<正>北京时间10月3日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2023年度诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·吕利耶(Anne L’Huillier),以表彰他们为研究物质中电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法(for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter).一阿秒是一百亿亿分之一秒(1 as=10–18s),是极短极小的时间单位.按照诺贝尔奖官网给出的说法,一阿秒之比于一秒相当于一秒之比于宇宙年龄.     

量子百年话创新

从理子概念的诞生，发展到为舶螳来来革命性巨变的量子信纸的建立的整个过程，是科学家们在物理世界前所未有的一片宽广的前沿芒然探索、寻求知识的过程，也是物理学理论不断创新的过程，这一发生在100年前的量子革命发人深省。     

量子计算——下一场信息革命

<正>好奇心驱使着人类不停地向前奋进:当面对一个新现象时,我们在被迫寻求理解它的同时,运用掌控的知识不断推进技术的发展,使生活变得更轻松。——雷蒙·拉夫勒姆在量子计算这一快速发展的领域,近百年来,好奇心驱使着科学家们一直徜徉在掌控这个曾经异乎寻常的世界的边缘。量子计算机,由于它拥有能完成瞬间计算的能力——传统计算机穷尽宇宙中所有时间和能量都不可能实现——将推动着下一场信息革命的到来。然而,有关量子计算的思想尚不成熟,迄今科学家还无法预测这场革命将于何时发生。对于加拿大滑铁卢大学量子计算研究所的雷蒙·拉夫勒姆(Raymond Laflamme)或他的团队而言,开启这场革命所缺少的工具或将可能在钻石中被发现。     

触及诺贝尔奖

<正>在令人着迷且肉眼看不到的量子世界,粒子有自己独特的一套"生活方式",它们的行为难以用经典力学去解释,量子力学应运而生。从20世纪80年代开始,有关量子霍尔效应的研究已先后两次斩获诺贝尔奖,可这一家族中的"量子反常霍尔效应"却一直与全世界物理学家捉着迷藏,不肯露出庐山真面目。今年3月,这一世界性的难题终于在我国科学家的手中攻克,证实了人们期待已久的"量子反常霍尔效应"的存在。这是量子霍尔家族的最后一位成员,它和此前发现的量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应组成了量子霍     

上海大学与华为联合举办量子科技学术研讨会

<正>2019年9月21-22日,由上海大学与华为共同举办的量子科技学术研讨会在上海大学方润华讲堂召开。本次研讨会由上海大学量子人工智能科学技术研究中心主任Enrique Solano和华为数据中心技术实验室量子计算软件与算法首席科学家翁文康(Man-Hong Yung)教授共同担任组委会主席。Enrique Solano教介绍了量子人工智能科学技术研究中心的科学研究和国内外合作进展,希望本次会议提供量子计算研究国际交流合作的平台,并鼓励广     

中国量子通信登上世界之巅

<正>从100千米、404千米、1200千米到7600千米洲际距离,短短十余年间,潘建伟团队不断取得量子通信在距离和维度上的新突破,一路保持世界领先,赢得了巨大的国际声誉。这一次,中国科学家站在了最前沿。备受关注的量子通信2018年,有着诺贝尔物理学奖风向标之称的沃尔夫物理学奖颁给了在量子通信领域作出开创性理论贡献的两位科学家本内特和布拉萨德,这代表了国际上对量子通信重要意义的肯定。在介绍沃尔夫物理学奖获得者的网页上,专门提到了量子密钥     

固体核磁共振中三能级体系的180°组合脉冲

在脉冲傅里叶变换核磁共振中,射频激发脉冲的谱宽一直是个重要的问题。近年来发展起来的组合脉冲激发,在一定程度上解决了上述问题,广泛用于核自旋的布居数反转、宽带去耦、多量子选择激发上。但在固体核磁共振中,组合脉冲的文献却不多见。最近,Tycko等人用平均哈密顿理论提出了一个固体核磁共振中的180°组合脉冲:45°_x180°_y90°_x180°_y45°_x;     

光子:无所不能的探秘者

据英国《新科学家》杂志报道,美国科学家最近发现,量子中有一种被称为“缠绕”的特性,可以被应用来制作量子立体全息图。量子中有一对相互缠绕的光子,不管其相距多远,总是相互反映对方的状况。量子立体全息图正是运用量子这一幽灵般的特性,使我们得以看到隐藏着的事物的三维形象。     

用量子点营造奇幻色彩

<正>如果去电器商场逛逛,那么我们就不难发现近年来出现了一种名为“QLED”的电视机。所谓QLED电视机,即量子点发光二极管液晶电视机。正是这个“量子点”的相关研究,让三位科学家获得了2023年诺贝尔化学奖,他们分别是阿列克谢·叶基莫夫、路易斯·布鲁斯和蒙吉·巴文迪。其中,叶基莫夫和布鲁斯各自独立地合成量子点,巴文迪则开发了一种被广泛应用的量子点生产方法。     

2005年度诺贝尔奖获得者简介

物理学奖 美国科学家格劳伯(R.J.Glauber)凭借在光的相干性的量子理论方面的成就获得2005年度诺贝尔物理学奖的一半奖金;美国科学家霍尔(J.L.Hall)和德国科学家亨施(T.W.Hansch)因为对基于激光的精密光谱学发展做出了贡献,分享了另一半奖金.     

量子激光雷达测距与测速的研究进展

激光雷达以其优良的定向性和高分辨率,成为自动驾驶、测绘和遥感等领域的核心传感器,但是近年来传统激光雷达也面临探测灵敏度和分辨率限制等诸多挑战.本文以测距与测速性能为核心,从经典激光雷达的两类代表——脉冲激光雷达与频率调制连续波激光雷达出发,分别介绍了量子脉冲激光雷达与量子干涉式激光雷达的研究进展.通过对目前量子激光雷达研究成果的梳理,深入了解目前量子激光雷达的研究重点与难点,为未来量子激光雷达的发展提供帮助.     

领跑在“量子高速路”上的中国战车

<正>我国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应,引起国际物理学界巨大反响,人们在赞叹我国科学家为之付出的艰辛努力的同时,不免对实现量子反常霍尔效应起到关键作用的拓扑绝缘体产生了浓厚兴趣,那么拓扑绝缘体究竟是什么东西,它为何有如此神通广大的能耐?寻找"马约拉纳费米子"     

“量子卫星项目是我实现抱负的舞台”——访中科院上海技术物理研究所张亮副研究员

<正>2016年8月16日,我国量子科学实验卫星"墨子号"发射升空,引起世界范围内的关注,因为这是全球首颗成功发射的量子卫星,这一科技突破使得我国在量子通信激烈的国际竞争中抢占了主动权。要实现量子通信的功能,离不开卫星的有效载荷,中科院上海技术物理研究所承担了量子卫星载荷总体单位的重任。这其中,张亮和他的同事们研制了量子密钥通信机和量子纠缠发射机两项有效载荷,攻克了     

高维度量子隐形传态首次实现

<正>日前,我国科学家在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐形传态,为发展高效量子网络奠定了坚实的科学基础,被称为"量子通信领域的一个里程碑"。量子隐形传态,是一种全新的通信方式。它能借助量子纠缠这一特性,将未知的量子态传输到遥远的地点,而不用传送物质本身,是远距离量子通信和分布式