近日，中国科大潘建伟、包小辉、张强、彭承志等，将冷原子量子存储与量子中继技术应用于大尺度光学干涉研究，实现了基线长度达20公里的非局域干涉仪，并验证了量子存储对几何延迟的补偿能力。这一成果为长基线光学干涉成像开辟了新路径，相关研究以编辑推荐（Editors' Suggestion）的形式于2026年6月17日发表在《物理评论快报》上。
在天文成像中，角分辨率受限于望远镜口径。通过多台望远镜进行干涉测量，可将分辨率提升至由基线距离决定的水平。然而在可见光与近红外波段，受光子传输损耗和复杂动态几何延迟的制约，依赖直接传输的传统光学干涉基线长期被限制在数百米以内，与射电波段已实现的地球尺度干涉阵列形成鲜明对比。
量子中继与量子网络技术为这一问题的解决提供了新的思路。量子中继可以生成量子存储器间的远距离纠缠，将望远镜收集到的星光与量子存储器的输出光场进行干涉，即可避免星光远程传输的光学损耗，同时量子存储器还能对几何延迟进行精确补偿。这一方案使得超长基线光学天文观测成为可能。
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等，联合济南量子技术研究院、山西大学、清华大学、上海人工智能实验室、崂山实验室、国家并行计算机工程技术研究中心等单位，成功研制出1024个量子压缩态输入8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”，首次操纵和探测高达3050个光子的量子态。“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务，其计算速度相比当前全球最快的超级计算机El Capitan快1054倍（即量子优势比为1054），成功建立了国际上最强的“量子计算优越性”。论文于北京时间2026年5月13日发表于国际权威学术期刊《自然》。
图1 九章四号原型机示意图
近期，中国科学技术大学潘建伟、戴汉宁、陈宇翱、彭承志等在光钟研制方面取得里程碑式进展，成功将锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度指标全面突破10-19量级，相当于300亿年的误差不超过1秒。这一成果标志着我国在时间精密测量领域的研究水平已跻身国际最前列。
光钟作为当今最精密的时间频率标准，其核心在于利用原子内部能级跃迁产生的频率信号来定义时间。光钟能提供极高的计时精度，将直接支撑国际单位制中“秒”的重新定义，使全球时间标准迈入光学时代，精度较现有微波时间标准提升4个数量级。光钟还能为卫星导航、通信和精密测量等现代科技提供可靠的时间基准，同时为检验广义相对论、探测引力波和暗物质等物理学基础研究领域提供全新的平台。
光钟的性能主要由稳定度与不确定度两大核心指标（均为数值越小则性能越优）衡量：稳定度表征时钟输出频率的噪声水平与长期一致性，决定了测量结果的精密性；不确定度则量化了时钟频率与微观粒子能级跃迁固有频率（即绝对真值）的偏差程度，决定了测量结果的可信度。
近日，中国科学技术大学潘建伟及其同事在可扩展量子网络研究方面取得重大突破。汪野、万雍、张强、潘建伟等与济南量子技术研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、香港大学、清华大学等的研究人员合作，构建出可扩展量子中继的基本模块，使得远距离量子网络成为现实可能。与此同时，包小辉、徐飞虎、张强、潘建伟等与济南量子技术研究院、新加坡国立大学、加拿大滑铁卢大学等的研究人员合作，实现了单原子节点间的远距离高保真纠缠，并在此基础上将器件无关量子密钥分发（DI-QKD）的传输距离突破百公里，极大推进了该技术的实用化进程。两项成果分别于北京时间2月3日和6日发表于国际权威学术期刊《自然》和《科学》。
上述突破是我国在量子通信与量子网络领域继“墨子号”量子卫星之后取得的又一里程碑式成果，标志着基于量子纠缠的光纤量子网络正在从理论构想走向现实可能，进一步扩大了我国在该领域的国际领先优势。
中国科学技术大学教授潘建伟、朱晓波、彭承志和陈福升副教授等，基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，演示了逻辑错误率随码距增加而显著下降。这一成果使得我国达到了“低于阈值，越纠越对”的关键里程碑，同时也开辟了一条较美国谷歌公司更为高效的“全微波控制”新路径，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。12月22日，该成果以封面论文和“编辑推荐”的形式发表于国际物理学知名学术期刊《物理评论快报》[1]。
实现容错通用量子计算机的必要条件是通过量子纠错抑制量子比特的错误率以满足大规模集成的要求。表面码是目前最成熟的量子纠错方案之一。通过表面码将多个物理量子比特编码成一个逻辑量子比特，原理上随着物理比特数目（即码距）的增加，逻辑比特的错误率能够不断降低。
然而，量子纠错需要引入大量额外的量子比特和量子门操作，导致更多的噪声源和错误通道。如果物理量子比特的原始错误率过高，增大纠错码距带来的额外错误反而会淹没纠错带来的收益，导致“越纠越错”。在所有错误类型中，“泄漏错误”尤为致命——量子比特会脱离预定的计算能级，进入无法通过表面码直接纠正的无效状态。随着系统规模的扩大，泄漏错误的累积效应将成为阻碍纠错性能提升的主要瓶颈。
中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志、龚明等，与山西大学梅锋等合作，基于可编程超导量子处理器“祖冲之2号”，首次在量子体系中实现并探测了高阶非平衡拓扑相（Higher-Order Nonequilibrium Topological Phases, HOTPs）。这一成果标志着量子模拟在探索复杂拓扑物态方向上取得重要突破，为利用超导量子处理器在量子模拟问题上实现量子优势奠定了基础。相关论文以“Programmable Higher-Order Nonequilibrium Topological Phases on a Superconducting Quantum Processor”为题11月28日发表于国际学术期刊《科学》。
中国科学技术大学潘建伟、苑震生等首次使用超冷原子光晶格系统实现了对格点规范理论中“弦断裂”（String Breaking）现象的量子模拟，为理解强相互作用体系中的禁闭行为与相变机制提供了重要的实验依据。研究成果以“编辑推荐”（Editors' Suggestion）形式发表于国际学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，并被美国物理学会《物理》（Physics）杂志以“Ultracold Atoms Simulate Breaking Flux Strings”为题作为研究亮点专门报道。
规范理论是现代物理学的核心框架，不仅是描述基本粒子相互作用的基础，也广泛应用于理解凝聚态物理中的各类强关联多体现象。在高度可控的冷原子量子模拟平台上实现对规范理论的模拟，不仅能基于第一性原理研究其动力学过程，还能探索粒子对撞机难于达到的实验参数区域中的物理现象。因此，量子模拟器有望为高能物理问题提供新见解，并成为研究凝聚态拓扑相和低能多体物理机制的有力工具。
中国科学技术大学潘建伟、陈腾云、陆朝阳等与清华大学马雄峰合作，基于团队自主研制的高品质单光子源，在国际上首次突破此前量子网络限于单个中继节点的技术瓶颈，成功构建出包含多个量子中继节点的可扩展网络架构。这一进展为量子网络从 “单节点连接” 向 “多节点组网” 的跨越奠定关键基础，使更复杂的多层量子网络构建成为可能。这也充分展现了模块化设计的灵活性与信号传输的高效性，为未来大规模量子网络的落地提供了坚实支撑。相关成果已于 2025 年 8 月 26 日发表在国际学术期刊《自然·物理》（Nature Physics）上。
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳教授等与上海量子科学研究中心/上海人工智能实验室钟翰森研究员等同事合作，利用人工智能技术，实现了高度的并行性以及与阵列规模无关的常数时间消耗，在60毫秒内成功构建了多达2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列，刷新了中性原子体系无缺陷原子阵列规模的世界纪录。该方法为大规模中性原子量子计算奠定了关键技术基础。相关研究成果于8月9日以“编辑推荐”的形式发表在国际学术期刊《物理评论快报》上，并被美国物理学会《物理》期刊作为研究亮点专门报道。
5月9日，中国科学技术大学潘建伟、张强、徐飞虎等人联合美国麻省理工学院、中国科学院西安光学精密机械研究所等单位，首次提出并实验验证了主动光学强度干涉技术合成孔径技术，实现了对1.36公里外毫米级目标的高分辨成像。实验系统的成像分辨率较干涉仪中的单台望远镜提升约14倍。该成果以“Active Optical Intensity Interferometry”为题发表在国际学术期刊《物理评论快报》上，被选为编辑推荐论文（Editors’Suggestion），并被美国物理学会（APS）下属网站Physics所报道。 传统成像技术的分辨率受到单个孔径衍射极限的制约。为突破这一物理极限，研究人员长期致力于发展各类合成孔径成像技术。例如，2019年事件视界望远镜（EHT）构建了一个地球尺度的合成孔径，在射电波段成功获得了M87星系中心黑洞的首张图像。这一开创性成果荣获了2020年基础物理学突破奖。然而，由于大气湍流引起的相位不稳定性，EHT所采用的基于振幅干涉的合成孔径技术很难直接应用于光学波段。早在20世纪50年代，英国科学家Hanbury Brown和Twiss（HBT）共同提出了强度干涉成像技术，并于1956年成功实现天狼星直径的测量。