报告题目：基于中性原子的量子信息科技研究

报 告 人: 尤力教授，清华大学物理系

报告时间：2025年9月18日（周四）14：30-15：30

报告地点：物理楼W101报告厅

内容摘要：原子内态具有无与伦比的相干性，可以编码量子信息，可以高精度操控。它们的全同性提供了规模化优势，是发展量子信息科技的重要选择。本报告将简述近五年我们在量子精密测量和量子计算方向的研究进展。继上个聘期成功利用量子相变实现确定性制备规模化原子纠缠，抑制了99%的量子测量投影噪声，并观测到多个国际先进的纠缠增强测量精度指标（1,2,3）后，我们提出并演示了利用时间反演动力学实现无噪声量子放大，高效读出了多原子纠缠允许的测量精度理论极限增益（4,5,6），观测到可实现海森堡精度时间标度率的连续时间平移对称性破缺的时间晶体（7），并首次在物质波干涉测量中演示了非对易算符的参数同时测量到超越经典精度极限（8）。我们还承接2030任务，建成可编排无缺陷原子阵列平台，在实验上首次观测到反常量子信息置乱(8)；发展了展示量子优势的实用算法(9,10)；在一维随机SSH链中通过测量单自旋分辨的空间关联函数,首次观测到随机长程相互作用诱导的受系综平均反演对称性保护的拓扑量子相变，并在时域上观测到拓扑边缘态更长的寿命(11)。

References

1．Science 355, 620 (2017); 入选“2017中国科学十大进展”.

2．PNAS 115, 6381 (2018).

3．Phys. Rev. Lett. 126, 060401 (2021).

4．Nature Physics 18, 167-171 (2022).

5．Phys. Rev. Lett. 131, 073201 (2023).

6．Nature Physics 19, 1585 (2023); 入选2023中国光学十大进展 (提名奖).

7．Nature Physics 20, 1389 (2024); 入选 “2024年度中国光学十大社会影响力事件” (Light10).

8．Phys. Rev. Lett. 135, 023403 (2025).

9．Phys. Rev. Lett., (in press, 2025).

10．National Science Review, doi.org/10.1093/nsr/nwaf304, (2025).

11．“Observation of average topological phase in disordered Rydberg atom array,”arXiv: 2505.06286.

报告人简介：报告人尤力近年来讲授本科生量子力学，主要研究兴趣在原子物理，量子精密测量，量子模拟与量子计算。