2024年5月17日，jxfjxf官网登录和电子学院联合举办的物理学院学术论坛第三十七讲/电子学院前沿论坛第六十七期在物理学院思源多功能厅顺利举行。本次论坛由jxfjxf官网登录量子材料中心刘雄军教授主持，中国科学院院士，清华大学姚期智讲座教授、基础科学讲席教授段路明以“量子计算机——现状与展望”为题进行了深入讲解。

刘雄军主持

量子计算机因其超越经典计算机计算能力的巨大潜力和在各领域的潜在应用而备受关注，成为各国和企业激烈竞争的焦点。段路明院士首先生动而形象地介绍了量子计算机的基本概念，并探讨了如何利用量子并行特性来实现指数级的计算加速。他特别强调，量子计算机作为一种新的革命性工具，将在信息安全、量子模拟、量子优化和量子人工智能等领域发挥重要作用。然而，实现这一切的核心问题在于如何构建可靠的量子计算机。段路明院士以离子量子计算机为例，介绍了离子量子计算机在实现过程中的优势：相干控制手段成熟、量子逻辑门保真度高、存储时间长、态制备和测量的错误率低，但同时也面临着一个巨大的挑战：那就是不容易将其规模化到更大的量子计算系统中去。

段路明讲述量子计算机的现状与展望

针对这一难题，段路明院士团队提出了一种新的途径，那就是将其做到二维及更高维离子晶体，同时这种方法具有很大的技术难度。他们一方面提升了实验中稳定囚禁多离子的技术，另一方面提出了新的寻址方法和量子逻辑门设计方案，同时还发明了新的克服串扰错误的方法，从而成功实现了较低成本地将离子量子比特规模化到几百上千的数量级。此外，他还展示了他们使用离子计算机首次模拟Rabi-Hubbard模型，以及长程伊辛模型中的Kibble-Zurek机制等量子模拟的工作。最后，为了和离子计算机对比，他又为大家简单地介绍了一下超导量子计算机的现状、优势和挑战。

现场师生提问

报告结束后，与会的老师和同学们积极提出了各种问题，段路明院士与大家进行了热烈的讨论和交流。交流结束后，电子学院副院长王延辉向段路明院士赠送了论坛纪念牌。

王延辉向段路明赠送论坛纪念牌

报告人简介：

段路明，1994年与1998年分别于中国科技大学获得学士与博士学位，历任中国科技大学教授，美国密歇根大学教授、费米讲席教授，2018年全职回国任清华大学基础科学讲席教授、姚期智讲座教授。曾获饶毓泰基础光学奖（1998）、中科院百人计划(2000)，国家自然科学二等奖(2003)、美国斯隆研究奖(2004)、海外华人物理学会杰出研究奖等，2009年当选美国物理学会会士，2023年当选中国科学院院士。段路明完成了量子信息领域一些开创性工作，提出DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）量子中继方案、Duan-Kimble光量子计算方案、DGCZ(Duan-Giedke-Cirac-Zoller)量子纠缠判据，和离子量子计算规模化方案，为实现长距离量子通信和规模化量子计算奠定了基础。他在自然、科学（主刊11篇，子刊20篇）、现代物理评论（2篇）、物理评论快报（66篇）等期刊发表论文240余篇，引用39000多次。

jxfjxf官网登录学术论坛：

jxfjxf官网登录学术论坛创办于2020年9月，邀请国内外高校和研究机构高层次科技创新领军学者就物理学及相关领域的基础前沿探索、关键技术突破和热点问题等做学术演讲，旨在推进高质量学术交流，促进学科交叉融合和开拓新兴特色方向研究，培养具有科学精神、全球视野、创新能力、批判性思维的优秀青年人才。