中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等首次采用单光子干涉在独立存储节点间建立纠缠，并以此为基础构建了国际首个基于纠缠的城域三节点量子网络。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由以往的几十米整整提升了三个数量级至几十公里，为后续开展盲量子计算、分布式量子计算、量子增强长基线干涉等量子网络应用奠定了科学与技术基础。相关研究成果于5月15日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。通过量子态的远程传输来构建量子网络是大尺度量子信息处理的基本要素。基于量子网络，可以实现广域量子密钥分发以及分布式量子计算和量子传感，构成未来“量子互联网”的技术基础。目前，基于单光子传输的量子密钥网络已发展成熟，而面向分布式量子计算、分布式量子传感等进一步量子网络应用，需要采用量子中继技术在远距离量子存储器间构建量子纠缠，在此基础上通过广域量子隐形传态将各个量子信息处理节点连接起来。在量子隐形传态方面，中国科大潘建伟团队一直处于国际领先水平，先后实现了多终端[Nature 430,54(2004)]、多体[Nature Physics 2,678(2006)]以及多自由度[Nature 516,518(2015)]的量子隐形传态，为实现量子信息在量子网络中的传输途径奠定了技术基础。在量子存储与量子中继方面，研究团队长期开展了相关研究。团队在国际上率先实现了具有存储功能的稳定量子中继节点[Nature 454,1098(2008)]；为提升存储寿命、读出效率、纠缠制备概率等关键指标，团队发展了三维光晶格冷原子量子存储、环形腔增强光与原子相互作用、里德堡阻塞抑制高阶激发等多项关键技术，不仅实现了综合性能最优的冷原子量子存储器[Nature Photonics 10,381(2016)]，还实现了确定性的光与原子纠缠制备[Phys.Rev.Lett.128,060502(2022)]。在此基础上，研究团队近年来在量子存储网络方向取得多项重要进展。2019年，团队通过三光子干涉，实现了实验室内三个冷原子量子存储器间的纠缠，成为首个可拓展距离的量子网络原型[Nature Photonics 13,210(2019)]。2020年，团队利用量子频率转换技术将量子存储的出射光子波长由795纳米转换至1342纳米，并结合单光子锁相技术，成功实现了在实验室内经由50公里光纤连接的双节点纠缠[Nature 578,240(2020)]。为在远距离分离的独立量子存储器间建立纠缠，主要挑战在于如何控制单光子相位。基于单光子干涉的纠缠方案在纠缠速率方面有重大优势，然而实验难度非常高。纠缠过程中量子存储的控制激光、频率转换泵浦激光、长光纤信道等带来的细微相位抖动都会导致最终生成纠缠的退相干。为解决这一难题，团队设计并发展了一套非常精巧的相位控制方案：首先通过超稳腔稳频来压制控制激光线宽，其次通过光锁相环来构建读写激光间的相位关联，最后通过远程分时相位比对来构建两节点间的相位关联。采用以上相位控制技术，并利用量子频率转换，团队成功实现了相距十几千米远的量子存储器之间的纠缠。以此为基础，研究团队构建了国际上首个城域三节点量子纠缠网络。该网络可以在任意两个量子存储器节点间建立纠缠。 查看详细>>

9月17日，中国科学技术大学—紫金山天文台大视场巡天望远镜（即墨子巡天望远镜）正式启用，成功发布仙女座星系图片，标志着经过一个月左右的设备运行测试，望远镜设备基本达到设计标准，已经可以开展天文观测研究。仙女座星系(又称M31)是距离银河系最近和最大的旋涡星系，它的结构特点和金属丰度与银河系相近，是探索银河系及同类星系形成与演化的理想研究对象。由于仙女座星系在天空中跨度大，已有的天文望远镜观测仙女座星系费时费力，难以同时拍摄它的精准全貌及周围环境。墨子巡天望远镜兼具大视场和高分辨成像能力，首光获取了仙女座星系和其外围区域多色图像，揭示了仙女座星系及其周围天体的明亮至暗弱星光分布特征，可以用于细致刻画星系内部及星系间相互作用的动力学过程。首光图像利用了不同夜晚观测的150幅图像叠加而成，可以测定仙女座星系和其周围环境中的天体的亮度变化，开展时域天文学研究。此外，结合FAST射电观测数据，首光科学图像数据能够进一步揭示星系中恒星形成和气体之间的演化。墨子巡天望远镜是中国科学技术大学“双一流”学科平台建设项目，是中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台于2018年3月1日启动联合研制的大视场光学成像望远镜，2019年7月正式开展望远镜建设，2022年10月深空探测实验室开始参与望远镜建设，2023年8月望远镜建成并开展调试观测。墨子巡天望远镜是冷湖天文观测基地第一个投入运行并开展天文观测研究的大型设备。墨子巡天望远镜口径2.5米，采用国际先进的主焦光学系统设计和主镜主动光学矫正技术，可实现3度视场范围内均匀高像质和极低像场畸变成像，配备7.65亿像素大靶面主焦相机，具备大视场、高像质、宽波段的特点。墨子巡天望远镜通光面积大、杂散光少，系统探测灵敏度高，具备强大的巡天能力，能够每三个晚上巡测整个北天球一次，为北半球光学时域巡天能力最强设备。墨子巡天望远镜的建成，显著提升我国时域天文研究能力，使得我国时域天文观测能力达到国际先进水平。墨子巡天望远镜通过获取高精度位置和多波段亮度观测数据，可监测移动天体和光变天体，用于高效搜寻和监测天文动态事件，可以在高能时域天文（如引力波事件电磁对应体等）、太阳系天体普查（如寻找第九大行星）、银河系结构和近场宇宙学（如暗物质本质）等领域取得突破性原始创新成果。墨子巡天望远镜巡天数据叠加，将提供北天球最深的高精度、大天区、多色测光和位置星表，作为传世巡天数据，在未来数十年内可用于宇宙中各类天体的证认和系统研究。同时，墨子巡天望远镜将面向国家航天强国战略，开展太阳系近地天体等搜寻与监测研究，服务航天安全和深空探测战略需求。墨子巡天望远镜安置于青海省海西州茫崖市冷湖镇海拔4200米的赛什腾山天文台址，距离茫崖市冷湖镇区约70公里。冷湖赛什腾山天文台址年均晴夜数多、夜天光背景低、视宁度优良、空气中尘埃含量少，是国内近期发现的优秀光学天文观测台址。墨子巡天望远镜正式投入使用后，中国科学技术大学将进一步推动冷湖作为学校最重要的科研基地之一，联合中国科学院紫金山天文台等单位，加强科教深度融合，推动天文及相关学科的高水平科学研究和国际交流合作，培养天文及相关领域拔尖创新人才，带动青海吸引、汇聚和培养高端科技人才，提升科技创新能力，支持地方经济多元化发展。 查看详细>>

10月20日，中国科学技术大学-紫金山天文台2.5米大视场巡天望远镜本体项目启动会在成都中国科学院光电技术研究所（以下简称“光电所”）举行。校党委常委、副校长罗喜胜，天文与空间科学学院副院长孔旭，中国科学院紫金山天文台研究员郑宪忠、姚大志，光电所副所长饶长辉及项目研制团队和相关部门负责人参加了启动会。饶长辉代表光电所对罗喜胜副校长一行表示欢迎，他说，光电所将全力以赴完成大视场巡天望远镜本体建设，并希望与我校进一步加深沟通与联系，探索新的合作模式。罗喜胜对光电所成功争取到大视场巡天望远镜本体项目表示祝贺，同时指出项目的启动预示着进入工程建设阶段，该项目任务紧、难度大，希望光电所加强领导，按时保质建设好大视场巡天望远镜本体；同时也指出，中国天文学科发展迅速，已经由利用国外装置获取数据进入到研制观测设备获取数据的新阶段，期望双方进一步加强合作，共同为我校的天文学科发展做出努力，并为国内的天文观测事业发展做出更大贡献。会上，光电所望远镜本体项目总设计师鲜浩研究员介绍了大视场巡天望远镜本体项目的组织管理机构、系统组成、技术流程及研制情况，并汇报了合同签订以来的项目进展。光电所各参与部门负责人与大视场巡天望远镜项目指挥系统和设计系统负责人进行了充分讨论和沟通，并表达了按时保质完成的信心和决心，与会人员还参观了2.5米大视场巡天望远镜主镜镜胚和望远镜研制加工车间。大视场巡天望远镜项目为我校“双一流”重点建设项目，也是我校与中科院紫金山天文台通过“科教融合”联合共建的重要天文装置，建成后将成为北半球巡天能力最强的光学时域巡天望远镜，填补国内乃至整个北半球大规模深度时域巡天专用监测设备空白，对发展大规模时域巡天新方向，提升我国天文图像巡天的观测能力起到重要作用。预期在时域天文、太阳系天体和近邻宇宙结构研究方面率先取得重大突破性成果，助力我校世界一流天文学科建设。该项目于2018年3月1日启动建设，望远镜主镜口径为2.5米，采用国际领先的主焦光学设计，提供大视场、高精度和宽波段巡天能力，性能先进。望远镜配备大面阵7.2亿像素拼接CCD探测器，具备强大的巡天能力，能够每3夜巡天整个北天球一遍。此次启动的望远镜本体项目，是该望远镜四大系统之一，将为望远镜的顺利建成打下坚实的基础。 查看详细>>