Science | 第7篇正刊！中科大潘建伟团队造出62比特量子计算原型机
5月8日，中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟团队成功研制62比特量子计算原型机“祖冲之号”，相关成果发布在在全球顶级科研期刊《Science》杂志上。该团队自主研制二维结构超导量子比特芯片的基础上，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。
据统计，2021年以来中国科学技术大学以第一单位在全球顶级学术期刊《Nature》/《Science》的数量已经达到惊人的7篇，要知道，这才是5月份。2020年中科大以第一单位发表的正刊数量是8篇，其中，潘建伟院士团队在2020年度发表了5篇，水平顶尖。可以预估，中科大今年的正刊数量或许不会低于10篇。
中科大2021年正刊论文速览（截止5月9日）
5月8日，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志团队在全球顶级科研期刊《Science》杂志发表了题为“Quantum walks on a programmable two-dimensional 62-qubit superconducting processor”的文章。研究团队在二维结构的超导量子比特芯片上，观察了单粒子及双粒子激发情形下的量子行走现象，实验研究了二维平面上量子信息传播速度，同时通过调制量子比特连接的拓扑结构的方式构建马赫-曾德尔干涉仪，实现了可编程的双粒子量子行走。
该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。
4月9日，中国科学技术大学潘建伟、陈帅和北京大学刘雄军在全球顶级科研期刊《Science》杂志发表了题为“Realization of an ideal Weyl semimetal band in a quantum gas with 3D spin-orbit coupling”的文章，该研究通过对超冷原子进行3D自旋轨道耦合工程实现的IWSM波段的实验。通过平衡状态下的虚拟切片成像技术可以清楚地测量拓扑Weyl点，并在淬灭动力学中进一步解析。IWSM波段的实现为研究固体中难以接近的各种奇异现象开辟了一条途径。这是中国科学技术大学2021年度的第6篇正刊。潘建伟、陈帅、刘雄军为文章通讯作者。
3月27日，中国科学技术大学田志刚教授、彭慧教授、孙汭教授教授课团队与法国马赛大学EricVivier 教授团队（四人共同通讯作者）合作在全球顶级科研期刊《科学》（Science）杂志发表了题为“Liver type 1 innate lymphoid cells develop locally via an interferon-γ–dependent loop”的文章，该研究发现成年肝脏造血前体细胞向1型天然淋巴细胞（肝脏ILC1，即肝脏定居NK细胞）的分化潜能及调控机制，揭示天然淋巴细胞的骨髓外发育新路径。这是中国科大2021年第5篇Nature/Science正刊。
3月5日，中国科学技术大学汪义丰教授课团队与加州大学洛杉矶分校K. N. Houk教授合作在全球顶级科研期刊《科学》（Science）杂志发表了题为“Sequential C–F bond functionalizations of trifluoroacetamides and acetates via spin-center shifts”的文章，汪义丰教授团队利用自旋中心转移（Spin-center shift）机理，从廉价易得的三氟乙酸衍生物出发合成出用途广泛的双氟化物和单氟化物，开发了一种制备含氟有机化合物的新途径。这是中国科大2021年第四篇Nature/Science正刊。
2月26日，中国科学技术大学王兴安教授课团队与中国科学院大连化学物理研究所孙志刚研究员和杨学明院士团队合作在全球顶级科研期刊《科学》（Science）杂志发表了题为“Quantum interference between spin-orbit split partial waves in the F + HD → HF + D reaction”的文章，他们发现了化学反应中自旋轨道分波的量子干涉现象，揭示了自旋轨道相互作用影响化学反应的全新动力学模式。这是中国科大2021年第3篇Nature/Science正刊。
2月19日，中国科学技术大学单分子科学团队侯建国、王兵和谭世倞等团队合作在全球顶级科研期刊《科学》（Science）杂志发表了题为“在单化学键精度上确定表面分子体系的结构与化学特异性（Determining structural and chemical heterogeneities of surface species at the single-bond limit）”的文章，研究院对实现了对单分子在电、力、光等外场作用下不同内禀参量响应的精密测量，在单化学键精度上实现了单分子多重特异性的综合表征。这是中国科大2021年第2篇Nature/Science正刊。
1月7日，中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作在国际学术期刊《Nature》杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”（An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres）的论文。
研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上，构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络，实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发，并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。论文是对上述成果的一个系统性总结，证明了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。我国科研人员通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础。这是中国科大2021年第1篇Nature/Science正刊。
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