量子信息技术发展概况
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引用本文:郭光灿,张昊,王琴.量子信息技术发展概况[J].南京邮电大学学报:自然科学版,2017,37(3):1~14
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作者单位
郭光灿 南京邮电大学 通信与信息工程学院江苏南京210003;中国科学技术大学 量子信息重点实验室安徽合肥230026 
张昊 南京邮电大学 通信与信息工程学院江苏南京210003 
王琴 南京邮电大学 通信与信息工程学院江苏南京210003 
基金项目:国家自然科学基金(61475197,61590932)、江苏省高校自然科学基金重大项目(15KJA120002)和江苏省杰出青年基金(BK20150039)资助项目
中文摘要:文中简介了量子信息物理的一些基础知识,综述了近期科学家在量子信息技术的几个主要方向上所取得的重要研究进展,其中包括量子计算、量子模拟、量子通信、量子密码和量子传感等。在量子计算方面,科学家在半导体和超导等体系上操控量子比特方面已取得重大突破。在量子模拟方面,通过使用线性光学元件实现了对Kibble-Zurek机制等现象的实验验证。在量子通信方面,构建量子网络的关键器件——量子存储器的性能得到了飞速提升。在量子密码方面,城域、城际量子网络已经初步建成,全球量子保密通信网络很有希望在不远的将来实现。在量子传感方面,在利用金刚石中的NV色心等体系的研究上已取得显著进步。最后我们对量子信息科学的未来发展趋势做了进一步展望。
中文关键词:量子信息  量子物理  量子计算  量子模拟  量子通信  量子密码  量子传感
 
Review on development of quantum information technology
Abstract:This paper introduces some basic concepts of quantum physics,and gives reviews on the important progresses in the main directions of quantum information technology,i.e.,quantum computation,quantum simulation,quantum communication,quantum cryptography and quantum sensing,etc.For example,in quantum computation,scientists have achieved important breakthroughs on manipulating qubits in either semiconductor system or superconducting system.In quantum simulation,some interesting phenomena including Kibble-Zurek mechanism have been verified using linear optics.In quantum communication,one of the key components on constructing quantum network—quantum memory has been upgraded rapidly.In quantum cryptography,metro,inter-city quantum networks have been set up,and constructing global quantum secure communication networks seems very prospective in the near future.In quantum sensing,scientists have achieved significant progress in Nitrogen-Vacancy center diamond system.Finally,outlooks on the development tendency of quantum information science are given out.
keywords:quantum information  quantum physics  quantum computation  quantum simulation  quantum communication  quantum cryptography  quantum sensing
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