深圳国际量子研究院2025科研成果回顾

量子输运团队在射频信号量子化整流方面取得重要突破

2026年1月30日，在俞大鹏院士的带领下，深圳国际量子研究院量子器件与量子输运团队谭振兵、陈静静副研究员与北京大学廖志敏教授团队合作，在 Nature Nanotechnology 期刊上在线发表题为 “Quantized radio-frequency rectification in a Kagome superconductor Josephson diode” 的研究论文。该团队在射频信号量子化整流领域取得重要实验进展，利用笼目超导材料铯钒锑首次实现超导二极管的量子化整流特性，突破了传统超导二极管在高频信号处理上的局限。

陈济雷课题组在反铁磁自旋流的手性调控研究中取得重要进展

2025年4月23日，深圳国际量子研究院陈济雷副研究员课题组与合作者在国际学术期刊 Nature Physics 在线发表了标题为“Control of spin currents by magnon interference in a canted antiferromagnet”的研究论文。研究团队首次在反铁磁绝缘体 α-Fe₂O₃中观测到反铁磁自旋波的相干干涉现象，创新性地采用电学与光学协同表征手段，系统揭示了自旋波在频域和空间上的干涉条纹分布特征，并成功实现通过调控自旋波频率来精确控制输出自旋流手性的突破性功能。该成果被选为 Nature Physics 5 月封面文章（Cover），并被 News&Views 予以亮点报道。

陈济雷课题组在手性磁子边缘态长距传播研究中取得进展

2025年1月 3日，深圳国际量子研究院陈济雷副研究员课题组与合作者在国际学术期刊 Nature Materials 在线发表了标题为“Switchable long-distance propagation of chiral magnonic edge states”。研究团队通过原子级晶格应力设计，成功制备了高质量的磁性镧锶锰氧薄膜，该薄膜展现出毫米级反铁磁耦合自旋螺旋结构及低磁阻尼特性，进而实现了手性磁子边缘态的长距离传播。这一发现为未来磁性材料的设计提供了新思路，尤其在量子技术和集成磁振器器件的应用中，低阻尼和手性磁振子的可调控性，将为信息处理、量子计算等领域开辟新的研究方向。

王乐团队在二维三角晶格自旋-1材料中双磁振子束缚态的玻色-爱因斯坦凝聚方面取得突破

2025年1月20日，深圳国际量子研究院王乐副研究员与南方科技大学、浙江大学等单位合作，在国际学术期刊 Nature Materials 在线发表了标题为“Bose-Einstein condensation of a two-magnon bound state in a spin-1 triangular lattice”的研究论文。研究团队在二维三角晶格自旋- 1量子磁体材料Na₂BaNi(PO₄)₂中首次实现了双磁振子束缚态的玻色-爱因斯坦凝聚（BEC），并揭示了其量子临界行为与隐藏序—自旋向列（Spin Nematic,SN）相的关联。这一突破性进展不仅为低维量子磁性体系中的多体物理现象提供了关键实验证据，更凸显了该材料在量子材料设计与调控中的独特优势。

Masahito Hayashi教授在量子信息理论领域取得重要进展

2025年10月29日，香港中文大学（深圳）数据科学学院与深圳国际量子研究院双聘教授林正人 (Masahito Hayashi) 与东京大学信息理工学研究科山崎隼汰 (Hayata Yamasaki) 副教授合作，在国际学术期刊 Nature Physics 在线发表了标题为 “The generalized quantum Stein’s lemma and the second law of quantum resource theories” 的研究论文。研究团队成功证明了量子信息理论中的重要未解难题 — 广义量子施泰因引理，并建立起量子资源最优转换效率的普适法则，构建了可分析量子信息处理中资源识别性和可转换性的统一理论框架，为量子资源理论的发展奠定了关键理论基础。

杨东课题组在量子信息基础理论领域取得重要突破

2025年1月8日，深圳国际量子研究院杨东研究员与哈尔滨工业大学数学研究院李科教授合作，在国际学术期刊 Physical Review Letters在线发表了标题为“Reliability function of classical-quantum channels” 的研究论文。研究团队应用量子信息领域近年来发展的对偶方法，发展了关于量子Rényi信息量的新刻画，证明了经典 - 量子信道可信函数的“随机编码”下界，与Dalai于2013年证明的“装球”上界在高信息传输率区域完美匹配，从而得到了可信函数在高率情形的精确数学公式。这是Shannon和Gallager等人的经典结果的量子形式，验证了25年来未能验证的“Holevo 猜想”，解答了量子信息中的长期公开问题，革新了人们对量子熵的理解。该论文被 Physical Review Letters 选为“编辑推荐”论文。

王乐团队在量子磁体研究领域取得突破性进展

2025年1月17日，深圳国际量子研究院王乐团队在国际学术期刊 The Innovation 在线发表了标题为 “Continuum of spin excitations in an ordered magnet” 的研究论文。该团队在量子磁体研究领域取得突破性进展，首次在长程有序磁体中观测到理论上仅存在于量子自旋液体态的自旋激发连续谱特征，这一发现突破传统磁激发理论框架，表明特定几何阻挫条件下，即便存在磁有序仍可保留分数化激发特性，为探索超越传统磁有序的新型量子态开辟新路径。

潘长钊课题组实现室温至mK“全国产”低温技术链条

2025年1月，国量院率先在国内布局攻克从室温300K至极低温mK的全国产低温技术链条。近三年来，在低温制冷机领域取得了显著的研究成果，成功实现了室温至mK的全国产化低温技术链条的贯通，低温脉管冷头已经替代日本、美国禁运产品投入使用。

清华-国量院联合团队在离子阱中实现任意连接的可编程量子处理器

2025年2月4日，深圳国际量子研究院路尧副研究员与清华大学金奇焕教授联合团队在国际学术期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为“Implementing Arbitrary Ising Models with a Trapped-Ion Quantum Processor”的研究论文。研究团队在量子计算硬件领域取得突破，首次在离子阱量子处理器上实现全连接可编程伊辛模型，支持3-4个量子比特的任意铁磁 /反铁磁耦合配置，为量子退火与QAOA算法提供了新型硬件平台。

郭抒课题组在纳米材料科学与凝聚态物理交叉领域取得进展

2025年2月14日，深圳国际量子研究院郭抒课题组与合作者在国际学术期刊 Journal of the American Chemical Society 在线发表了标题为“Growth of Atomically Thin Metastable β-Tungsten in Single-Walled Carbon Nanotubes for Stable One-Dimensional Ferromagnets”的研究论文。研究团队通过精准的纳米空间操控，成功制备出稳定的一维铁磁性材料，实现了传统体材料中难以获得的物性，为未来新型功能材料的设计与研发提供了全新范式。

俞大鹏-段路明团队实现超导量子芯片间远距离量子隐形传态

2025年2月15日，深圳国际量子研究院俞大鹏院士团队联合清华大学段路明院士团队在国际学术期刊 Science Bulletin 在线发表了标题为“Deterministic quantum state and gate teleportation between distant superconducting chips”的研究论文。研究团队在超导量子网络领域取得突破性进展，成功在超导量子芯片之间构建了一条64米长的低损耗量子通道，基于微波飞行光子实现了高质量的远距离量子态传输和远距离纠缠生成，并首次实验演示了基于超导量子电路的跨芯片量子态及量子门隐形传送，为分布式超导量子计算和量子网络奠定了关键实验基础，展示了基于超导量子电路构建长距离微波量子网络的可行方案。 

超导量子计算团队在合成维度量子模拟研究中取得实验进展

2025年2月19日，深圳国际量子研究院超导量子计算团队的牛晶晶和钟有鹏等与香港中文大学的苗舰舰合作，在国际学术期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为“Synthetic Multidimensional Aharonov-Bohm cages in Fock state lattices”的研究论文。研究团队成功利用超导量子电路构建了多维福克态晶格，并实现了从二维到三维的Aharonov-Bohm（AB）笼效应。这一成果不仅展示了在高维合成维度中操纵量子态的可行方案，还为未来在更高维度的量子系统中研究量子多体物理和拓扑现象提供了新的途径。

辛涛课题组在量子态学习领域取得重要进展

2025年2月20日，辛涛课题组在 npj Quantum Inf 期刊上在线发表题为“Direct entanglement detection of quantum systems using machine learning”的研究论文。该团队在量子态学习领域取得重要进展，发展了一系列基于局域信息的量子态学习新技术，给出了 “量子重叠层析” 的最优解。团队基于长短时记忆深度神经网络框架，构建了人工智能赋能的百比特系统量子纠缠估计器，该估计器仅需多项式复杂度的局部泡利测量，即可高效预测传统方法难以度量的纠缠性质（如二阶Rényi熵、PT 矩及量子相干性）。模型能够基于单比特时间演化轨迹学习并生成多体系统的纠缠动力学行为，结合张量网络表示，成功构建并验证了适用于 100 比特系统的纠缠预测模型，突破了传统量子态层析在纠缠度量方面的限制，展现出良好的鲁棒性、扩展性与泛化能力，为未来数百量子比特系统的纠缠研究开辟了可行路径。

超导量子计算团队在自发对称性破缺研究中取得重要实验进展

2025年4月7日，深圳国际量子研究院超导量子计算实验室谭电团队与合作者在国际学术期刊 Nature Communications 在线发表了标题为“Digital simulation of zero-temperature spontaneous symmetry breaking in a superconducting lattice processor”的研究论文。研究团队在短程相互作用系统中成功观测到自发对称性破缺现象，并揭示了从经典反铁磁（AFM）态到量子铁磁（FM）态的转变。这一成果不仅为量子相变理论提供了重要的实验支持，也为量子计算和量子模拟研究提供了新的思路，该论文入选 Nature Communications 编辑推荐亮点论文（Editors' Highlights）。

陈济雷课题组在相干反铁磁自旋波的研究中取得重要进展

2025年2月6日，深圳国际量子研究院陈济雷副研究员课题组与合作者在国际学术期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为“Observation of Coherent Gapless Magnons in an Antiferromagnet”的研究论文。研究团队首次在低温条件下成功观测到易轴反铁磁材料α−Fe₂O₃中的无能隙磁子，并通过全电学自旋波谱技术实现了对这些磁子的高效探测。

刘骏秋课题组成功研制全芯片集成的光生微波振荡器

2025年4月30日，深圳国际量子研究院刘骏秋课题组在国际学术期刊 Light Science & Applications 在线发表了标题为“A chip-integrated comb-based microwave oscillator”的研究论文。研究团队成功研制出首款全芯片集成的、基于微腔光频梳的微波振荡器。该器件将分布式反馈（DFB）激光器芯片、高品质氮化硅微腔芯片和高速光电探测器芯片进行混合集成，在分米级尺度的芯片上同时实现了窄线宽激光器、相干微腔光频梳与低噪声微波源的三位一体集成。每个单独的芯片性能均达到业界标杆，同时该芯片系统可通过成熟的半导体 CMOS 和 III-V 族工艺实现低成本量产。

郭抒课题组在几何阻挫磁体研究中取得突破性进展

2025年6月5日，深圳国际量子研究院郭抒课题组与合作者在阿基米德晶格中的几何阻挫磁体研究中取得突破性进展。并在 The Innovation 发表题为 “Magnetic compounds with exotic Archimedean lattices” 的研究论文。团队结合晶体网络对称性分析算法与高通量数据库挖掘，从 51，340 种化合物中筛选出 217 种纯净阿基米德晶格材料，研发专属晶格识别技术解决晶格畸变识别难题，系统性识别出枫叶、Shastry-Sutherland 等五类奇异阿基米德晶格磁性候选材料，证实单一三角形结构单元即可引发磁阻挫。研究还解析了不同晶格的对称性差异与独特磁学特性，提出具备实际合成基础的磁性候选材料，为新型阻挫材料体系建立系统化研究框架，为量子磁性研究提供新切入点，也为后续实验实现新型量子基态、验证理论模型指明方向。

陈济雷课题组实现超低功耗条件下反铁磁自旋结构的定向翻转

2025年7月1日，深圳国际量子研究院陈济雷副研究员课题组与国际合作者在国际学术期刊 Nature Communications 在线发表了标题为“Deterministic switching of antiferromagnetic spin textures by nonlinear magnons”的研究论文。研究团队在反铁磁自旋电子学研究领域取得重要进展，利用非线性磁子激发成功实现了超低功耗条件下反铁磁自旋结构的定向翻转，为下一代低功耗自旋电子学器件提供了新的控制思路。

俞大鹏院士-北大刘开辉教授等联合研制成功高稳定光纤集成石墨烯超快电子源

2025年7月1日，深圳国际量子研究院俞大鹏院士、北京大学物理学院刘开辉教授、洪浩特聘副研究员，联合上海交通大学等研究团队在 Nature Communications 期刊上在线发表题为 “Stable ultrafast graphene hot-electron source on optical fiber” 的研究论文。该团队在超快电子源领域取得重要进展，创新性地将石墨烯集成于单模光纤端面，借助石墨烯超快热电子发射机理，成功研发出高稳定飞秒脉冲超快电子源。

刘骏秋课题组实现一种全新的低噪声微腔光频率梳架构

2025年7月22日，深圳国际量子研究院刘骏秋研究员团队与德国卡尔斯鲁尔理工大学、上海科技大学、新加坡 Linkstar Microtronics 公司、南京航空航天大学的学者合作，在 eLight 期刊上在线发表题为 “A chip-based optoelectronic-oscillator frequency comb” 的研究论文。该研究实现了一种全新的低噪声微腔光频率梳（简称 “微梳”）架构，其利用光电振荡器构建反馈回路启动和同步微梳，极大降低了微梳重复频率的相位噪声，且无需额外激光源、复杂主动锁定装置、光学参考腔及微波驱动源等，大幅简化了装置复杂度。此外，演示方案中的激光器、调制器、集成光学微腔和高速探测器均为 CMOS 工艺量产的芯片器件，展现出系统全异质集成潜力，该光电振荡器频率梳在微波光子学、光纤无线传输技术和光通信等领域具有广阔应用前景。

刘骏秋课题组成功研制出可见光波段矢量光谱分析仪

2025年7月31日，深圳基地刘骏秋研究员团队在 Nature Communications 杂志上在线发表题为“A hyperfine-transition-referenced vector spectrum analyzer for visible-light integrated photonics”的研究论文。该团队创新设计并研制出新型可见光波段矢量光谱分析仪，其覆盖518–541 nm及766–795 nm宽光谱范围，频率分辨率达 161 kHz。该系统基于外腔半导体激光器，结合宽带啁啾周期极化铌酸锂波导实现倍频，可输出高功率、窄线宽、无跳模的可见光连续可调谐激光，同时引入碱金属原子和碘分子的超精细结构作为频率基准，实现 MHz 级高精度频率标定。这项成果不仅展现了当前可见光波段最先进的矢量光谱测量能力，更为芯片级光学原子钟的实现提供关键支撑，在空间导航、地球测绘、量子精密测量等战略领域具有重要应用价值，有望显著提升集成光学器件的设计效率、测试可靠性与工程化水平。

王观勇副研究员在超导异质结领域取得关键进展

2025年8月11日，深圳国际量子研究院王观勇副研究员与上海交通大学贾金锋教授、郑浩教授等合作，在 Physical Review Letters 发表题为“Quantum-Size Effect Induced Andreev Bound States in Ultrathin Metallic Islands Proximitized by a Superconductor”的研究论文。团队创新性利用本征量子尺寸效应，在超薄金属岛/超导异质结中首次观测到安德烈夫束缚态（ABS）并解析其空间波动特性，突破了传统研究对复杂结构的依赖，为低能耗电子器件及量子比特研发提供全新材料平台与技术思路。

超导量子计算团队在超导量子计算领域取得重大突破

2025年8月13日，深圳国际量子研究院超导量子计算实验室谭电团队在国际学术期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为“Full Characterization of Genuine 17-qubit Entanglement on the Superconducting Processor”的研究论文。研究团队提出 “纯度正则化最小二乘估计器” 新方法，结合高效纯度估计、泡利矩阵稀疏化及新型非迭代优化算法等技术，成功实现迄今最大规模的 17 量子比特纠缠态全层析与纠缠验证，为大规模量子系统的性能评估与纠错提供了关键技术支撑，推动了超导量子计算的可扩展性研究。

王锦龙助理研究员联合国内外优势团队在手性自旋阻挫态的零场磁子翻转研究中取得重要进展

2025年8月21日，深圳国际量子研究院王锦龙助理研究员联合荷兰乌得勒支大学 Rembert A. Duine 教授课题组、瑞士苏黎世联邦理工大学 Pietro Gambardella 教授课题组及北京航空航天大学于海明教授课题组，在国际学术期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为 “Observation and Control of Chiral Spin Frustration in BiYIG Thin Films” 的研究论文。研究团队在手性自旋阻挫态的零场磁子翻转研究方面取得重要创新性成果，在铋掺杂的钇铁石榴石薄膜中实现了手性自旋阻挫态的磁子翻转，为利用磁子操控自旋阻挫态提供了全新途径。

王锦龙助理研究员在能带工程调控铁磁性外尔半金属中的磁子传播研究方面取得重要进展

2025年8月28日，王锦龙团队在 Advanced Materials 期刊上在线发表题为 “Band Structure Engineering to Optimize Spin-Wave Propagation in Weyl ferromagnet Co₂MnGa₁₋ₓGeₓ” 的研究论文。研究团队在能带工程调控铁磁性外尔半金属中的磁子传播研究方面取得重要进展。通过在Co₂MnGa中引入Ge元素形成CMGG薄膜，系统调控电子与磁子散射，显著降低Landau阻尼，实现了超低吉尔伯特阻尼与长程自旋波衰减长度的协同优化。实验表明，CMGG体系展现出优异的微波吸收能力与超低阻尼系数（α= 1.5×10⁻³），自旋波衰减长度可达117 μm，较传统NiFe体系提升一个数量级。该研究为在Co₂MnGa₁₋ₓGeₓ中实现长距离自旋波传播提供了有效解决方案，凸显了该类拓扑材料在磁子学中的应用潜力，为探索新型磁子物理效应奠定了基础。

刘骏秋课题组在芯片集成暗脉冲频梳的操控与应用方面取得重要进展

2025年9月24日，刘骏秋研究团队在 Physical Review Letters 期刊上在线发表题为“Universal Kerr-thermal dynamics of self-injection-locked microresonator dark pulses” 的研究论文。该团队在芯片集成暗脉冲频梳操控和应用领域取得重要进展，建立了涵盖激光器-微谐振腔互耦、克尔非线性与光热效应协同作用的完备理论模型，从理论、数值与实验三方面系统研究了自注入锁定系统中暗脉冲微梳形成的动力学过程，揭示了该系统中新颖且普适的暗脉冲切换行为与噪声淬火现象，为高相干集成微梳的制备与调控提供了重要理论支持和实验手段。

超导量子计算团队在探索噪音于量子多体系统中的作用方面取得重要进展

2025年9月26日，深圳国际量子研究院谭电团队在国际学术期刊NatureCommunications 在线发表了标题为“Noise-induced quantum synchronization with entangled oscillations” 的研究论文。研究团队在探索噪音于量子多体系统中的作用方面取得重要进展，首次在超导 transmon 量子比特一维链中实验观测到噪音诱导的量子同步现象，仅向链中单个量子比特施加高斯白噪声即可使整个系统产生同步振荡，证实噪音在量子系统中可发挥有益作用。研究还发现一维链两端的量子比特在同步过程中会产生最大纠缠混合态（广义 Bell 态），其纠缠度无法通过任意全局幺正操作进一步提升，团队还通过广义 Arnold 舌图验证了同步与纠缠在频率失谐条件下的鲁棒性。这些发现揭示了局部噪音诱导量子同步与纠缠的机制，为基于噪音调控量子态提供了新的理论和实验基础，在量子信息处理与量子网络领域具有潜在应用价值。 

陈媛助理研究员在手性光子轨道角动量操控上取得重要进展

2025年10月2日，深圳国际量子研究院助理研究员陈媛与上海交通大学、南京大学和新加坡国立大学研究团队合作，在 Physical Review Letters 期刊上在线发表题为 “Locking Orbital Angular Momentum with Linear Momentum of Light” 的研究论文。该研究提出了一种在光子芯片内构建截面呈阿基米德螺旋的手性波导的创新方案，成功实现光的轨道角动量与线动量的 “一一锁定”，在手性光子轨道角动量操控领域取得重要进展。

超导量子计算团队在量子纠错领域取得重要突破

2025年11月25日，深圳国际量子研究院超导量子计算实验室俞大鹏院士团队与中国科学院计算技术研究所孙晓明研究员团队合作，在国际顶级物理学期刊 Physical Review Letters 在线发表了标题为“Logical Operations with a Dynamical Qubit in Floquet-Bacon-Shor Code”的研究论文。合作团队在超导量子芯片上基于 Floquet-Bacon-Shor 纠错码，于成功编码传统 “静态逻辑比特” 的基础上额外编码 “动态逻辑比特”，演示两比特逻辑态的保持和操作，并通过逻辑受控非门（CNOT门）实现两种逻辑比特间的高保真度纠缠，为实现可扩展的容错量子计算提供新的编码与操控方案，推动资源高效型容错量子计算的实验发展。

林本川课题组在本征拓扑超导体研究中取得重要进展

2026年1月17日，深圳国际量子研究院林本川研究员、俞大鹏院士与香港科技大学 Kam Tuen Law 教授研究团队，在 Nature Communications 期刊上在线发表题为 “Unconventional hysteresis due to time-reversal symmetry breaking superconductivity in RbV₃Sb₅” 的研究论文。该团队在本征拓扑超导体研究领域取得重要突破，通过精准实验观测与系统分析，为笼目材料中时间反演对称性破缺超导态的存在提供了直接实验证据，填补了相关研究领域的空白。

超导量子计算团队在分布式量子精密测量领域取得重要实验进展

2026年1月20日，在俞大鹏院士的带领下，深圳国际量子研究院超导量子计算实验室牛晶晶团队，联合香港中文大学袁海东团队，在 Nature Communications 期刊上在线发表题为 “Distributed multi-parameter quantum metrology with a superconducting quantum network” 的研究论文。该团队在分布式量子精密测量研究领域取得重要实验进展，通过构建高性能超导量子网络，为可扩展多参数量子测量提供了突破性解决方案。该成果不仅明确验证了超导量子网络在多参数估计问题中的独特价值，更突破了传统量子测量在空间扩展性与精度上的局限，为电磁场监测、空间导航、远程探测等实际场景提供了量子增强解决方案，为构建大规模量子传感器网络、推动分布式量子技术工程化应用奠定了重要基础。