团队负责人：薛飞教授、陈冰教授

团队成员：耿建培研究员、周辉副研究员、钱鹏副研究员、范经纬副研究员、张霆副教授、于志飞博士、郑任菲博士、季云兰博士 

量子信息科技属于战略性、基础性的前沿科技创新领域，可以在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典技术的瓶颈，事关全球科技革命和产业变革的走向，是国际竞争的焦点。量子通信有望解决金融、政务、商业等领域的信息传输安全问题。量子计算可为人工智能、密码破译、材料设计、基因分析等所需的大规模计算难题提供解决方案。量子精密测量可大幅提升资源勘探、医学检测等的准确性和精度。目前bv伟德国际体育量子精密测量团队主要开展纳米光力及灵敏力传感；金刚石氮-空位色心与热原子系综的量子增强磁探测研究。量子精密测量实验室具有科研面积近1000平米，仪器设备超过2000万，包括：金刚石室温量子系统6套、热原子量子系统2套、纳米光力系统1套、离子注入机、超导磁体、4K低温制冷系统等。近5年，实验室以bv伟德国际体育为第一单位在中科院1区或自然指数期刊发表论文20余篇（主要包括：Physical Review Letters/A/B/Applied, Nano Letters, Applied Physics Letters等）；主持科技部重点研发课题1项、科技部重点研发子课题2项、国家自然科学基金原创探索项目1项、国家自然基金面上项目2项、国家自然基金青年基金3项；总到账经费超过700万。

1、研究方向

研究团队围绕主要围绕金刚石色心、热原子以及纳米力学系统开展了一系列量子信息实验和理论研究，具体包括：

1）量子光学与量子信息

以量子力学和量子光学为研究基础，通过运用现代光学的实验方法和设备，开展关于量子量子态的制备、测量与调控等研究。如基于现代量子光学的实验方法产生真空压缩态，单光子态，多光子纠缠态以及光-原子混合双模压缩态等量子态。量子态的产生的目标是拓展其在量子信息科学等领域的应用，如将纠缠态应用于量子通信，将压缩态应用于量子计算等方向。

2）量子精密测量与传感技术

以光场、原子、NV色心为产生量子态的核心资源，开展基于量子态的量子精密测量与量子传感技术的应用研究。基于光-原子相互作用系统的的量子干涉仪和磁力计，可以用来对距离、电场、磁场以及加速度等物理量的测量，基于光-NV自旋体系的相互作用系统可以用来对温度，电场以及生物磁场的探测。

3）集成量子系统以及相关的微波电子学、数字电路：

研究方向主要为基于FPGA及嵌入式系统的设计和开发。基于成熟的硬件系统，原创性且独立性的根据实验系统需求开发软硬件，对硬件进行整合将其应用于量子态的操控和精密测量系统上。如开发了微波操控系统，光电探测系统，信号采集与分析系统，实验室一体化操作系统。这些集成的电子学系统已广泛的应用在以光-原子体系，光-NV体系所产生的量子态的探测，物理量的测量（温度，磁场，电场）等实验中。

2、研究平台与设备

团队自行设计搭建的金刚石色心量子实验系统6套、热原子量子实验系统2套、纳米光力系统1套；拥有包括离子注入机、超导磁体、4K低温制冷系统、可调谐激光器、高频射频源、任意波形发生器、频谱仪等，实验室仪器设备总资产超过2000万。

自行设计搭建的实验系统：

高端实验仪器：

离子注入机、超导磁体、4K低温制冷系统

高性能激光器（包括：频准单频光纤激光器，Toptica可调谐半导体激光器及激光放大器，山大宇光固态单频激光器）

高性能电子学、微波设备（包括：Kesight的40GHz射频源，频谱仪，Zurich仪器的任意波形发生器、Rigol的射频源）

3、成员简介

薛  飞，博士，教授，博士生导师，青年千人。研究领域：基于力学系统的量子精密测量

陈  冰，博士，教授，博士生导师，物理系系主任。研究领域：固态自旋和热原子量子精密测量以及量子模拟。

耿建培，博士，研究员，博士生导师。研究领域：固态自旋量子精密测量。

周  辉，博士，副研究员，硕士生导师。研究领域：核自旋量子控制与量子计算。

钱  鹏，博士，副研究员，硕士生导师。研究领域：固态自旋量子精密测量。

范经纬，博士，副研究员，硕士生导师。研究领域：固态自旋量子精密测量。

张  霆，硕士，副教授，硕士生导师。研究领域：固态自旋量子精密测量。

于志飞，博士，讲师。研究领域：热原子量子精密测量。

郑任菲，博士，讲师。研究领域：冷原子量子信息理论。

季云兰，博士，讲师。研究领域：热原子量子精密测量。

4、成果及获奖

1）科研项目

●  国家重点研发计划子任务，金刚石色心量子相干控制及应用研究，2018YFA0306600，2018/01/01-2022/12/30，180.00万，在研，主持；

●  国家重点研发计划子任务，基于自旋体系量子增强磁力计的研究，2020YFA0309400，2021/01/01-2025/12/30，105.00万，在研，主持；

●  国家科学技术部,国家重点研发计划课题，面向固态自旋量子计算的应用开发，2018YFF01012505，2018/10/01-2021/09/30,46.00万，在研，主持；

●  国家自然科学基金面上项目，12174081，基于矢量光场的金刚石氮-空位色心实时矢量磁场探测研究，2022.1-2015.12，61.0万，在研，主持；

●  国家自然科学基金面上项目，61376128，基于金刚石色心体系的通用可编程量子处理器研究，2014.1-2017.12，100万，已结题，主持；

●  国家自然科学青年科学基金，11604069，低光功率下基于相干量子调控技术的高效光与原子相互作用，2017-01至2019-12，21万，已结题，主持；

●  国家自然科学青年科学基金，11904070，基于原子系综中非经典光场量子态的时域调控研究与应用，2019/10/09-2022/12/31，27万元，在研，主持；

●  国家自然科学青年科学基金，12104282，自旋多体系统中量子绝热捷径技术的实现及其应用，2022/01/01-2024/12/31,30万元，在研，主持。

2）学术论文

●  Peng Qian, Yunpeng Zhai, Jun Hu, Renfei Zheng, Bing Chen, Nanyang Xu, Phys. Rev. A 106, 033506 (2022).

●  Feifei Zhou, Xueying Zhou, Zhiyi Hu, Yumeng Song, Ting Zhang, Bing Chen, Nanyang Xu,  Appl. Phys. Lett. 120, 264002 (2022).

●  Feifei Ge, Bing Chen, Yangpeng Wang, Feifei Zhou, Renfei Zheng, Xiaofan Yang, Peng Qian, Nanyang Xu, Journal of Lightwave Technology (Early Access) (2022).

●  Feifei Zhou, Shupei Song, Yuxuan Deng, Ting Zhang, Bing Chen, Nanyang Xu, Review of Scientific Instruments 92, 114702 (2021).

●  Peng Qian, Xue Lin, Feifei Zhou, Runchuan Ye, Yunlan Ji, Bing Chen*, Guangjun Xie, Nanyang Xu*, Appl. Phys. Lett. 118, 084001 (2021).

●  Bing Chen, Shuo Li, Xianfei Hou, Feifei Ge, Feifei Zhou, Peng Qian, Feng Mei, Suotang Jia, Nanyang Xu, Heng Shen, Photonics Research. 9, 81-87 (2021).

●  Bing Chen, Jianpei Geng, Feifei Zhou, Lingling Song, Heng Shen*, and Nanyang Xu*, Appl. Phys. Lett. 114, 041102 (2019).

●  Nanyang Xu*, Yu Tian, Bing Chen, Jianpei Geng, Xiaoxiong He, Ya Wang*, Jiangfeng Du*, Phys. Rev. Appl. 12, 024055 (2019).

●  Bing Chen, Xianfei Hou, Feifei Ge, Xiaohan Zhang, Yunlan Ji, Hongju Li, Peng Qian, Ya Wang*, Nanyang Xu*, Jiangfeng Du*, Nano Lett. 20, 8267-8272 (2020).

●  Yumeng Song#, Yu Tian#, Zhiyi Hu, Feifei Zhou, Tengteng Xing, Dawei Lu, Bing Chen*, Ya Wang, NanyangXu*, and Jiangfeng Du*, Photonics Research 8, 1289-1295 (2020).

●  Bing Chen, Xianfei Hou, Feifei Zhou, Peng Qian, Heng Shen*, and Nanyang Xu*, Appl. Phys. Lett. 116, 194002 (2020).

●  Nanyang Xu*，Fengjian Jiang，Yu Tian，Jianfeng Ye，Fazhan Shi，Haijiang Lv，Ya Wang*，Joerg Wrachtrup，Jiangfeng Du*，Physical Review B(Rapid communication)， 93,161117 (2016).

●  Yunlan Ji, Feifei Zhou, Xi Chen, Ran Liu, Zhaokai Li, Hui Zhou*, and Xinhua Peng*. Counterdiabatic transfer of a quantum state in a tunable Heisenberg spin chain via the variational principle. Phys. Rev. A 105, 052422 (2022).

●  Xi Chen, Yuchen Li, Ze Wu, Ran Liu, Zhaokai Li, and Hui Zhou*. Experimental realization of Hamiltonian tomography by quantum quench. Phys. Rev. A 103, 042429 (2021).

●  Hui Zhou, Yunlan Ji, Xinfang Nie, Xiaodong Yang, Xi Chen, Ji Bian, and Xinhua Peng*. Experimental realization of shortcuts to adiabaticity in a nonintegrable spin chain by local counterdiabatic driving. Phys. Rev. Applied 13, 044059 (2020);

●  Hui Zhou, Xi Chen, Xinfang Nie, Ji Bian, Yunlan Ji, Zhaokai Li, Xinhua Peng*. Floquet-engineered quantum state transfer in spin chains. Sci. Bull. 64, 888 (2019).

●  Ji Bian, Xi Chen, Ran Liu, Zhennan Zhu, Xiaodong Yang, Hui Zhou*, and Xinhua Peng*. Experimental observation of the effect of global phase on optimal times of SU(2) quantum operations. Phys. Rev. A 100, 042315 (2019).

●  Yunlan Ji, Ji Bian, Xi Chen, Jun Li, Xinfang Nie, Hui Zhou*, and Xinhua Peng*. Experimental preparation of GHZ states in an Ising spin model by partially suppressing the nonadiabatic transitions. Phys. Rev. A 99, 032323 (2019).

3）发明专利

●  陈冰; 葛菲菲; 周飞飞; 徐南阳; 一种基于径向偏振光的金刚石矢量磁力计及其应用, 2020-3-10, 中国, CN202010161773.3.     (专利)

●  徐南阳; 施赛烽; 陈冰; 一种单光子脉冲到达时间探测装置, 2018-12-26, 中国, CN201811600095.5.     (专利)

●  陈冰; 徐南阳; 宋雨萌; 田宇; 一种提高金刚石NV色心光子产生和收集效率的方法, 2017-09-19, 中国, CN201710844947.4.     (专利)

5、招生计划

每年招收博士研究生2-3名，硕士研究生5-8名；

欢迎本科生参加本科科研，每年可接收本科生约5名。