朱晓波 :中国科学技术大学学者

更新时间:2024-09-21 14:57

朱晓波,,男,现任中国科学技术大学量子物理与量子信息研究部教授。

人物经历

朱晓波,2003年博士毕业于在中国科学院物理研究,2003年-2008年留所工作,2008年-2013年加入日本NTT基础物性研究所超导量子计算和线路小组。2013年进入中科院物理所工作。2016年加入中国科技大学,任教授。主要从事可扩展超导量子计算的研究。先后创造了超导量子比特最大纠缠数目纪录。以一作或(共同)通讯作者在Nature,Science,Nature Physics,Physical Review Letters,Nature Communications主要顶级期刊发表论文十余篇。

主要成就

2017年5月,中国科大潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组,在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得系列重要进展。在光学体系,研究团队在去年首次实现十光子纠缠操纵的基础上,利用高品质量子点单光子源构建了用于萨特延德拉·玻色取样的多光子可编程量子计算原型机,首次演示了超越早期经典计算机(ENIAC、TRADIC)的量子计算能力。在超导体系,研究团队打破了之前由谷歌美国航空航天局和UCSB公开报道的九个超导量子比特的操纵,首次实现了十个超导量子比特的纠缠,并在此基础上实现了快速求解线性方程组的量子算法。系列成果已由国际权威学术期刊《自然光子学》《物理评论快报》发表或接收。

2019年5月,中国科学技术大学潘建伟、朱晓波和彭承志等组成的超导量子实验团队,联合中国科学院物理研究所范桁等理论小组,开创性地将超导量子比特应用到量子随机行走的研究中。该工作将对未来多体物理现象的模拟以及利用量子随机行走进行通用量子计算研究产生重要影响。这一重要研究成果于5月2日在线发表在国际权威学术期刊《科学》上。

2019年8月,中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的超导量子实验团队,联合中国科学院物理研究所范桁理论小组,在超导量子计算实验领域取得重要进展,在一个集成了24个量子比特的超导量子处理器上,通过对超过20个超导量子比特的高精度相干调控,实现了BoseHubbard梯子模型多体量子系统的模拟。该研究成果于7月30日在线发表在国际权威期刊《物理评论快报》上。

2021年3月,中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、陈宇翱团队,清华大学马雄峰团队,以及牛津大学等机构的科学家们用超导量子比特,对五量子比特纠错码进行了实验探索,在超导量子系统上验证了用超导量子比特实现量子纠错码的可行性。

2021年5月,中国科大中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队,成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”,并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于2021年5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。

2021年10月,中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作,构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”,实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。根据现有理论,“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级,计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木属”提高了6个数量级(“悬铃木”处理“量子随机线路取样”问题比经典超算快2个数量级),这一成果是我国继光量子计算原型机“九章”后在超导量子比特体系首次达到“量子计算优越性”里程碑,使得我国成为目前唯一同时在两种物理体系都达到这一里程碑的国家。相关论文发表在《物理评论快报》和《科学通报》上。

获得荣誉

2021年9月13日,启动资金高达10亿元的“科学探索奖”正式公布第三届获奖名单,朱晓波获得“科学探索奖”之“数学物理学”奖项。

个人作品

主要论文

Song, C., Zheng, S. -B., Zhang, P., Xu, K., Zhang, L., Guo, Q., Liu, W., Xu, D., Deng, H., Huang, K., Zheng, D., Zhu, X. \u0026 Wang, H. Continuous-variable geometric phase and its manipulation for quantum computation in a superconducting circuit. Nature Communications 8, 1061 (2017).

Zheng, Y., Song, C., Chen, M. -C., Xia, B., Liu, W., Guo, Q., Zhang, L., Xu, D., Deng, H., Huang, K., Wu, Y., Yan, Z., Zheng, D., Lu, L., pan, J. -W., Wang, H., Lu, C. -Y. \u0026 Zhu, X. Solving Systems of Linear Equations with a Superconducting Quantum Processor. Physical Review Letters 118, 210504 (2017).

Song, C., Xu, K., Liu, W., Yang, C. -ping, Zheng, S. -B., Deng, H., Xie, Q., Huang, K., Guo, Q., Zhang, L., Zhang, P., Xu, D., Zheng, D., Zhu, X., Wang, H., Chen, Y. -A., Lu, C. -Y., Han, S. \u0026 pan, J. -W. 10-Qubit Entanglement and Parallel Logic Operations with a Superconducting Circuit. Physical Review Letters 119, 180511 (2017).

Song, C., Xu, D., Zhang, P., Wang, J., Guo, Q., Liu, W., Xu, K., Deng, H., Huang, K., Zheng, D., Zheng, S. -B., Wang, H., Zhu, X., Lu, C. -Y. \u0026 pan, J. -W. Demonstration of Topological Robustness of Anyonic Braiding 统计学 with a Superconducting Quantum Circuit. Physical Review Letters 121, 030502 (2018).

Wu, Y., Yang, L. -P., Gong, M., Zheng, Y., Deng, H., Yan, Z., Zhao, Y., Huang, K., Castellano, A., Munro, W., Nemoto, K., Zheng, D. -N., Sun, C., Liu, Y. -X., Zhu, X. \u0026 Lu, L. An efficient and compact switch for quantum circuits. npj Quantum Information 4, 50 (2018).

Xu, K., Chen, J. -J., Zeng, Y., Zhang, Y. -R., Song, C., Liu, W., Guo, Q., Zhang, P., Xu, D., Deng, H., Huang, K., Wang, H., Zhu, X., Zheng, D. \u0026 Fan, H. Emulating Many-Body Localization with a Superconducting Quantum Processor. Physical Review Letters 120, 050507 (2018).

Guo, Q., Zheng, S. -B., Wang, J., Song, C., Zhang, P., Li, K., Liu, W., Deng, H., Huang, K., Zheng, D., Zhu, X., Wang, H., Lu, C. -Y. \u0026 pan, J. -W. Dephasing-Insensitive Quantum Information Storage and Processing with Superconducting Qubits. Physical Review Letters 121, 130501 (2018).

Ye, Y. -S., Ge, Z. -yong, Wu, Y., Wang, S., Gong, M., Zhang, Y. -R., Zhu, Q., Yang, R., Li, S., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Guo, C., Sun, L., Cheng, C., Ma, N., Meng, Z. Y., Deng, H., Rong, H., Lu, C. -Y., Peng, C. -Z., Fan, H., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Propagation and Localization of Collective Excitations on a 24-Qubit Superconducting Processor. Physical Review Letters 123, 1-6 (2019).

Li, S., Castellano, A., Wang, S., Wu, Y., Gong, M., Yan, Z., Rong, H., Deng, H., Zha, C., Guo, C., Sun, L., Peng, C. -Z., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Realisation of Hi-Fi CAMP nonadiabatic CZ gates with superconducting qubits. npj Quantum Information 5, 1-7 (2019).

Gong, M., Chen, M. -C., Zheng, Y., Wang, S., Zha, C., Deng, H., Yan, Z., Rong, H., Wu, Y., Li, S., Chen, F., Zhao, Y., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Guo, C., Sun, L., Castellano, A., Wang, H., Peng, C., Lu, C. -Y., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Genuine 12-Qubit Entanglement on a Superconducting Quantum ProcesSOR Physical Review Letters 122, 110501 (2019).

Yan, Z., Zhang, Y. -R., Gong, M., Wu, Y., Zheng, Y., Li, S., Wang, C., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Guo, C., Sun, L., Peng, C. -Z., Xia, K., Deng, H., Rong, H., You, J., Nori, F., Fan, H., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Strongly correlated quantum walks with a 12-qubit superconducting processor. Science 364, 753 (2019).

Da Li, Z. -, Yin, X. -fei, Wang, Z., Liu, L. -zheng, Zhang, R., Zhang, Y. -zhe, Jiang, X., Zhang, J., Li, L., Liu, N. L., Zhu, X., Xu, F., Chen, Y. -A. \u0026 pan, J. -W. Photonic realization of quantum resetting. Optica 7, (2020).

Chen, M. -C., Li, R., Gan, L., Zhu, X., Yang, G., Lu, C. -Y. \u0026 Pan, J. -W. Quantum-Teleportation-Inspired Algorithm for Sampling Large Random Quantum Circuits Physical Review Letters 124, 080502 (2020).

Zha, C., Bastidas, V. M., Gong, M., Wu, Y., Rong, H., Yang, R., Ye, Y., Li, S., Zhu, Q., Wang, S., Zhao, Y., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Peng, C. -Z., Schmiedmayer, J., Nemoto, K., Deng, H., Munro, W. J., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Ergodic-Localized Junctions in a Periodically Driven Spin Chain. Physical Review Letters 125, 170503 (2020).

Chen, M. -C., Gong, M., Xu, X., Yuan, X., Wang, J. -W., Wang, C., Ying, C., Lin, J., Xu, Y., Wu, Y., Wang, S., Deng, H., Liang, F., Peng, C. -Z., Benjamin, S., Zhu, X., Lu, C. -Y. \u0026 pan, J. -W. Demonstration of Adiabatic Variational Quantum Computing with a Superconducting Quantum Coprocessor. Physical Review Letters 125, 180501 (2020).

Gong, M., Xu, F., Da Li, Z., Wang, Z., Zhang, Y. -zhe, Wu, Y., Li, S., Zhao, Y., Wang, S., Zha, C., Deng, H., Yan, Z., Rong, H., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Guo, C., Sun, L., Castellano, A. D., Peng, C. -Z., Chen, Y. -A., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Verification of a resetting protocol for an uncontrolled superconducting qub信息技术 npj Quantum Information 6, (2020).

Gong, M., Yuan, X., Wang, S., Wu, Y., Zhao, Y., Zha, C., Li, S., Zhang, Z., Zhao, Q., Liu, Y., Liang, F., Lin, J., Xu, Y., Deng, H., Rong, H., Lu, H., Benjamin, S., Peng, C. -Z., Ma, X., Chen, Y. -A., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Experimental exploration of five-qubit quantum error correcting code with superconducting qubits. National Science Review 19104, 1-7 (2021).

Huang, H. -L., Narożniak, M., Liang, F., Zhao, Y., Castellano, A., Gong, M., Wu, Y., Wang, S., Lin, J., Xu, Y., Deng, H., Rong, H., Dowling, J., Peng, C. -Z., Byrnes, T., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Emulating Quantum Teleportation of a Majorana Zero Mode Qubit. Physical Review Letters 126, 1-7 (2021).

Gong, M., Wang, S., Zha, C., Chen, M. -C., Huang, H. -L., Wu, Y., Zhu, Q., Zhao, Y., Li, S., Guo, S., Qian, H. -R., Ye, Y. -S., Chen, F. -S., Ying, C., Le Yu, J. -, Fan, D. -J., Wu, D. -C., Su, H., Deng, H., Rong, H., Zhang, K., Cao, S. -R., Lin, J., Xu, Y., Sun, L. -H., Guo, C., Li, N., Liang, F., Bastidas, V. M., Nemoto, K., Munro, W. J., huo, Y. -heng, Lu, C. -Y., Peng, C. -Z., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Quantum walks on a programmable two-dimensional 62-qubit superconducting processor. Science 372, 948-952 (2021).

Wu, Y. -L., Bao, W. -S., Cao, S. -R., Chen, F., Chen, M. -C., Chen, X., Chung, T. -H., Deng, H., Du, Y., Fan, D., Gong, M., Guo, C., Guo, C., Guo, S., Han, L., Hong, L., Huang, H. -L., huo, Y. -heng, Li, L., Li, N., Li, S., Li, Y., Liang, F., Lin, C., Lin, J., Qian, H., Qiao, D., Rong, H., Su, H., Sun, L., Wang, L., Wang, S., Wu, D., Xu, Y., Yan, K., Yang, W., Yang, Y., Ye, Y., Yin, J., Ying, C., Le Yu, J. -, Zha, C., Zhang, C., Zhang, H., Zhang, K., Zhang, Y., Zhao, H., Zhao, Y., Zhou, L., Zhu, Q., Lu, C. -Y., Peng, C. -Z., Zhu, X. \u0026 pan, J. -W. Strong quantum computational advantage using a superconducting quantum processor. Physical Review Letters 127, 180501 (2021).

出版作品

“Improving the Coherence 时间 of a Quantum System via a Coupling to a Short-Lived System”, Yuichiro Matsuzaki, Xiaobo Zhu, Kosuke Kakuyanagi, Hiraku Toida, Takaaki Shimo-Oka, Norikazu Mizuochi,Kae Nemoto, Kouichi Semba, William J. Munro, Hiroshi Yamaguchi, and Shiro Saito, PHYSICAL REVIEW LETTERS(in proof).

“One-step generation of multipartite Entanglement among nitrogen-vacancy center ensembles”, Wan-lu Song, Zhang-qi Yin, Wan-li Yang*, Xiao-bo Zhu*, Fei Zhou, Mang Feng*, Scientific Reports 5, Article number: 7755 (2015).

“Observation of dark states in a superconductor diamond quantum hybrid system”, X. B. Zhu, Y. Matsuzaki, R. Amsuss, K. Kakuyanagi, T. Shimo-Oka, N. Mizuochi, K. Nemoto, K. Semba, W. J. Munro, S. Saito, Nat. Commun. 5:3524 (2014).

“Towards Realizing a Quantum Memory for a Superconducting Qubit: Storage and Retrieval of Quantum States”, Shiro Saito, Xiaobo Zhu, Robert Amsuess, Yuichiro Matsuzaki, Kosuke Kakuyanagi, Takaaki Shimo-Oka, Norikazu Mizuochi, Kae Nemoto, William J. Munro, Kouichi Semba, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 111, 107008(2013).

“Resonant phase escape in Bi2Sr2CaCu2O8+delta surface intrinsic Josephson junctions”, H. F. Yu, X. B. Zhu, J. K. Ren, Z. H. Peng, D. J. Cui, H. Deng, W. H. Cao, Ye Tian, G. H. Chen, D. N. Zheng, X. N. Jing, Li Lu, S. P. Zhao, NEW JOURNAL OF PHYSICS, 15, 095006(2013).

能量 gaps in Bi2Sr2CaCu2O8+δ cuprate Superconductors”. J. K. Ren, X. B. Zhu, H. F. Yu, Ye Tian, H. F. Yang, C. Z. Gu, N. L. Wang, Y. F. Ren and S. P. Zhao. Sci. Rep. 2, 248 (2012).

“Coherent coupling of a superconducting flux qubit to an electron spin ensemble in diamond” Xiaobo Zhu, Shiro Saito, Alexander Kemp, Kosuke Kakuyanagi, Shin-ichi Karimoto, Hayato Nakano, William J. Munro, Yasuhiro Tokura, Mark S. Everitt, Kae Nemoto, Makoto Kasu, Norikazu Mizuochi, and Kouichi Semba, Nature, Volume: 478, Pages: 221–224 (2011).

“Quantum Phase Diffusion in a Small Underdamped Josephson Junction” H. F. Yu, X. B. Zhu, Z. H. Peng, D. J. Cui, G. H. Chen, D. N. Zheng,X. N. Jing, Li Lu, S. P. Zhao, Siyan Han, PHYSICAL REVIEW LETTERS, Volume:107, Issue:6 pp.067004

“Coherent operation of a gap-tunable flux qubit ” X. B. Zhu, A. Kemp, S. Saito, K. Semba, APPLIED PHYSICS LETTERS, Volume: 97, Issue: 10 pp. 102503 (2010)

参考资料

朱晓波.量子物理与量子信息研究部.2021-11-04

中国科学家在基于光和超导体系的量子计算机研究方面取得系列重要进展 |.量子物理与量子信息研究部.2021-11-04

超导量子计算在强关联纠缠体系的量子随机行走实验研究中取得重要进展.合肥微尺度物质科学国家研究中心.2021-11-04

我国科学家在国际上首次研制24个超导量子比特处理器演示量子模拟实验.合肥微尺度物质科学国家研究中心.2021-11-04

中国科大联合清华大学实现量子纠错“完美编码”.-今日头条-手机光明网.2021-03-25

中国科大成功研制62比特可编程超导量子计算处理器.量子物理与量子信息研究部.2021-11-04

中国科大成功实现超导体系“量子计算优越性”.量子物理与量子信息研究部.2021-11-04

50位青年学者获第三届“科学探索奖”!每人奖金300万元.科学网.2021-09-13

朱晓波.中国科学院大学-UCAS.2021-11-04

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