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近日,上海交通大学致远学院2014级、2016级物理学方向三位本科生孙轲、王超玥和赖鹏程作为上海交通大学金贤敏研究团队的研究成员,在Science 子刊 Science Advances上参与发表了该团队的最新研究成果“Experimental Two-dimensional Quantum Walk on a Photonic Chip”。文章报道了世界最大规模的三维集成光量子芯片,并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算。这也是国内首个自主实现的光量子计算芯片。这项研究进展对于推进模拟量子计算机研究、实现“量子霸权”具有重大意义。

致远创新研究中心(ZIRC)是在国家“双创基地试点项目”支持下的,以激发学生奇思妙想,促进创新交叉研究为目标的本科科研机构。ZIRC的一项核心举措是通过设立面向入选上海交通大学“致远荣誉计划”本科生的“致远学者研究计划”,鼓励这批最优秀的本科生直面21世纪工程科学的重大挑战(如美国工程科学院提出的14大类问题)、改变人类发展的科学前沿问题(如Science 期刊列出的125个问题)和变革世界的17个可持续发展目标(联合国教科文组织)。孙轲、王超玥和赖鹏程在金贤敏老师的支持下,分别于2016年和2017年以“面向大尺度量子计算的大规模光子关联测量获取与处理”和“量子搜索及量子网页排序”为研究课题申请加入“致远学者研究计划”。在ZIRC的资助下,三位同学在学习之余,积极加入金贤敏研究团队,在实验室前辈的指导下有序地开展项目中所需的各项工作。从学习理论建立基础,观察学习实验基本操作到亲自展开实验训练,并协助后续编程工作进行数据处理,系统地学习见证和经历了一个研究课题从构思到实验完成的历程,并在此过程中对科研产生了浓厚的兴趣。

毕业在即的孙轲在获知本论文发表后表示,作为一名致远本科生,他为能够参与这个走在世界量子计算研究最前沿的研究课题而深感荣幸。量子行走是一种核心的模拟量子计算算法,为了研究单光子在大规模量子行走波导中的演化,他构建波导阵列的哈密顿量,模拟光子态的演化过程,并使用单光子ICCD采集光子的累计图像。这一系列实验数据的成功发表激励着他更进一步地深入研究双光子二维量子行走,他所承担“致远学者项目”会将光学芯片上量子行走做得更大、且研究范围也将更加广泛。

王超玥和赖鹏程两位同学还都是大二本科生,通过“致远学者项目”进入了金贤敏老师的实验室,参与了本课题的研究。他们的致远学者项目尚处于起步阶段,现阶段主要偏重于理论知识、基本实验操作(如调整光路、测量数据等)和编程技能的学习。王超玥同学特别感谢金老师对他的信任,让他在寒假期间承担了部分实验图像捕捉和数据分析的工作。赖鹏程则对ZIRC能够为不同方向不同年级的“致远荣誉计划”学生提供一个交叉创新平台而表示由衷的感谢,“致远学者研究计划”成功地把科研兴趣相同的同学组织起来,并提供优秀导师的指导,同时项目的成功立项更是对研究小组每位成员的激励。两位大二本科生都坚信,他们所在的本科生研究团队将在接下来科学探索中通力合作,积极奋进,争取做出优秀的成果。

这两个“致远学者项目”的顾问导师金贤敏是ZIRC量子通信与计算平台的责任教授,长期致力于光子芯片,量子存储,量子信息等方面的研究,他鼓励更多学生加入 “致远学者研究计划”,在具有国际视野,国际领先科研水平和成果的指导老师的带领下参与并了解前沿科学和工程难题一路往前。正如爱因斯坦所说“对真理和知识的追求并不断奋斗,是人的最高品质之一。”

论文链接:http://advances.sciencemag.org/content/4/5/eaat3174
相关报道链接:http://news.sjtu.edu.cn////jdzh/20180515/74379.html