6．2 提出固態容錯量子計算新方案［20］ 固態量子計算被國際學術界認為是最有希望研究成功的途徑之一，固態中量子比特之間的固有耦合是其易于擴展集成的優勢根源，但在量子計算過程中往往要求斷開量子比特間的這種固有耦合，這是固態量子計算遇到的新難題.我們提出“無相互作用子空間（IFS）”的新概念，利用編碼方法可以實現邏輯比特之間的消耦合，同時證實，在實際固態模型中實施邏輯比特的任意操作和受控操作是可行的.進一步，將學術界業已認可的無消相干子空間（DFS）與IFS相結合，提出固態容錯量子計算新方案，并在實際的固態模型中證明了其可行性.這開辟了固態量子計算的新研究方向.  6．3 實驗上實現量子受控非門的隱形傳送［21］ 基于量子光學系統的量子計算物理實現是另一種有希望途徑，其優點是量子相干性好.但這類方案的不足之處是物理可擴展性差.分布量子計算方案是克服這個缺點的有效方法，即以只含少數量子比特的系統作為節點，采用糾纏通道將這些節點連成量子網絡，便可實現量子計算.該方案的可行性取決于在相距甚遠的節點之間能否實現兩比特的量子受控門操作這一關鍵問題.特別是，在光子與節點量子比特之間非強耦合的條件下能否實現確定性的受控非門操作更是至關重要的問題.我們運用糾纏光子對在實驗上將某個節點的兩比特受控門操作經由糾纏量子通道隱形傳送到遠處的另一個節點上，實現了兩個節點之間的確定性受控門操作，這個操作的平均保真度達到0.84.《Phys.Rev.Lett.》的審稿人認為“這是向分布量子計算的實現邁出的重要一步”. 6．4 實驗上實現獨立光子間的量子邏輯門［22］ 光子之間的相互作用非常微弱，在實驗上要實現兩個獨立光子之間的受控非門操作是相當困難的.利用五光子糾纏技術，首次實現了非破壞性可升級的獨立光子之間的量子邏輯門，這是線性光學量子計算研究中最基本和重要的一步.作為這種量子邏輯門的一個重要應用例子，還進一步在實驗上用它來實現完全的量子隱形傳態. 6．5 混合態量子幾何相的實驗研究［23］ 幾何相是量子理論的重要概念，但什么是量子混態的幾何相卻尚未搞清楚.我們利用核磁共振（NMR）實驗技術完成具備不同噪聲的量子混態的制備，觀測到了任意量子態的幾何相.該工作受到國際學術界的高度關注.  6．6 利用光子比特實現Shor量子分解算法［24］ 我們在國際上首次用光子比特設計了一套線性光學網絡，實驗演示了15=3×5這個質數因子分解，并且確認了量子計算中多體純糾纏的存在，驗證了量子加速的根源問題.該工作獲得了國際學術界的關注和認可.麻省理工學院教授Seth Lloyd評價該實驗是“邁向光學量子計算的必要一步”.美國物理學會以“量子計算的重大突破”為題發布新聞稿，稱贊“這一富有創造性的工作將有助于進一步應用于物理化學建模和超快搜索”.英國科技新聞雜志《New Scientist》以《量子計算威脅我們的機密數據》為題對實驗做了長篇報道，稱“出現能運行Shor算法的量子計算機具有極為深遠的意義：這意味著未來量子計算機能夠輕松地破解我們銀行帳號，商業和電子商務數據使用的密碼.”此外，美國的《Science News》、德國的《Innovations Report》等其他多家科學期刊和網站也紛紛報道了該工作.  6．7 首次證明“量子開關”可被局域識別，為量子信息處理提供了一個實用方法［25］ 此前，物理學家們證明了量子門操作可以被準確地識別，但該方法需要量子糾纏作為基本資源，而量子糾纏在現階段實驗中獲取、保存與傳輸都有很大難度，因此實驗實現的難度巨大. 我們利用幺正變換的基本性質，證明了量子門的識別過程中可以不需要耗費糾纏資源，僅使用局部操作和傳統手段就可以完成識別功能，這一成果為量子信息處理過程的量子門操作識別和量子通信信通的識別提供的一個很好的工具.審稿人評價“對我們理解量子操作具有重要貢獻”. 7 量子信息應用研究的進展 7．1 利用糾纏光子對在實驗上檢驗了Kochen-Specker理論［26］ 在量子物理學中，隱變量理論一直在挑戰著量子力學的完備性.Bell不等式在實驗上的違背證實了這種隱變量是不存在的，量子力學是完備的.但這個結論僅適合于類空事件的場合.Kochen-Specker理論更深刻揭示出與環境無關的隱變量（NCHV）與量子力學的不相容性，但以往只有兩個對NCHV進行統計性檢驗的實驗.我們完成了一個“全有或全無”類型的對NCHV的非統計性的實驗檢驗，實驗結果有力地說明了量子力學的正確性. 7．2 首次利用核磁共振實現了量子博弈實驗［27］ 實驗上驗證了在量子博弈中，如果兩個參與人都選擇了量子策略，他們將獲得雙贏的結果，而在經典博弈中，任何一個理性的參與人都不可能獲勝.這個有趣的研究成果，在國際學術媒體中引起廣泛的興趣，美國和英國物理學會發表了許多報道和評價.  7．3 實驗上實現高精度量子相位測量［28］ 應用雙模光子數態和自己獨創的多光子投影測量方法，實驗測得的相位精度超過相應的標準量子極限.該方法最有希望逼近海森伯極限.著名的美國物理學科網站以《測量精度沖破了標準量子極限》為題做了專文報道.  7．4 實驗上研制成功“量子賭博機”［29］ 這是宏觀上展示量子力學反常行為的奇妙機器，其功能可抑制“莊家”的欺騙，在未來的量子信息產業中可能成為一種必備的商用機器.該文章發表后，《Nature》在其“研究亮點”欄目專文中作了報導，美國物理學科網站也以《物理學家建立量子賭博機》為題予以長篇報道. 8 結束語 量子信息技術已經成為各國戰略競爭的焦點之一，我們有幸在起跑線上加入到這場關系到國家重大利益的競爭之中，就必須義無反顧地擔負起這份歷史責任，在這個新興領域中為我國爭得重要的一席之地.面對著這個巨大的挑戰和難得的機遇，我們將以量子通信網絡和量子計算機為研究目標，艱苦奮斗，永不放棄.雄關漫道真如鐵，無限風光在險峰！ 