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“离子阱量子计算中的规模化扩展技术”专题论坛 | CQCC & GQSF 2026
2026-07-1565


第五届CCF量子计算大会暨第五届大湾区量子科学论坛将于8月3-5日在深圳举办。其中,专题论坛“离子阱量子计算中的规模化扩展技术”将于8月4日登场。


CQCC & GQSF 2026 概况

第五届CCF量子计算大会暨第五届大湾区量子科学论坛(CQCC & GQSF 2026)将于2026年8月3日-5日首次落地深圳,以“量与智相融合,量超智共融算”为核心主题,预计将有逾1500人参会,延续往届跨学科交流传统,汇聚全球量子科技领域顶尖智慧,推动技术从实验室突破迈向规模化产业应用。


本届大会由中国计算机学会(CCF)和中国物理学会联合主办、CCF量子计算专业委员会及粤港澳大湾区(广东)量子科学中心、中国科学院东莞材料研究所、北京量子信息科学研究院共同承办。


大会聚焦学术引领与产业赋能双重价值:学术端设置理论算法、量子AI大模型、跨模态量子计算等前沿论坛;产业端举办高规格展览与政企对接活动,集中展示量子芯片量产、行业应用解决方案等核心成果,加速金融、生物医药等领域商业化落地,为产业链上下游搭建高效对接桥梁。

“离子阱量子计算中的规模化扩展技术” 专题论坛

论坛时间:8月4日10:00-12:30



大会议程




论坛主席


吴伟



国防科技大学 副教授

吴伟,国防科技大学副教授、博士生导师。研究兴趣包括离子量子模拟与计算、高性能离子芯片研发。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家“863”计划项目等项目10余项,发表SCI论文70余篇,授权中国发明专利12项、美国发明专利2项。现为CCF量子计算专委会执行委员、全国量子计算标准化技术委员会委员,获湖南省自然科学奖一等奖1项、省量子科技一等奖1项。

王钊



广东工业大学 副教授

王钊,广东工业大学副教授、硕士生导师。主要从事芯片化囚禁离子的量子计算和量子器件研究。CCF量子计算专委会执委、CCF集成电路委员会执委,《真空》杂志青年编委。发表文章SCI学术论文20篇,主持及参与国家省市自然科学基金等项目7项,获得已授权国家发明专利8项、美国发明专利1项、PCT国际专利1项。



报告嘉宾及内容



汪野



合肥国家实验室,研究员

汪野,合肥国家实验室研究员, 2012 年获清华大学计算机科学实验班(姚班)学士学位,2018 年获清华大学物理学博士学位;2018—2022 年于美国杜克大学从事博士后研究,任研究科学家,研究基于离子阱的容错量子计算、量子纠错方向与量子中继。已在Nature、Nature Photonics、Nature Physics、Nature Chemistry、Nature Communications、Science Advances、Physical Review Letters等顶级期刊发表论文十余篇。近年来主要学术成果包括:长距离高保真离子纠缠、长单量子比特相干时间;长离子链中高保真度量子纠缠门;一体式芯片离子阱;变分量子算法优化。


报告主题:Towards scalable quantum repeaters using trapped ions


摘要:量子网络有望实现安全通信、高分辨率传感以及分布式计算,然而其可扩展性正面临着光纤中光子指数级损耗以及量子存储器快速退相干的严重制约。在本项研究中,我们通过开发长寿命的离子阱存储器、高效的电信频段接口以及高可视度的单光子纠缠协议,成功克服了这一瓶颈。我们成功跨越10公里的光纤建立并维持了“存储器-存储器”纠缠,使得远程纠缠寿命超过了纠缠建立时间。利用该平台,我们实现了城域尺度的器件无关量子密钥分发(DI-QKD),在10公里距离上提取了1,917个安全密钥,并在渐进极限下实现了跨越101公里的正密钥率。本研究工作为量子中继器提供了关键的构建基块,标志着向可扩展量子网络迈出了重要的一步。

崔金明



中国科学技术大学,副研究员

崔金明,中国科学技术大学副研究员,分别于2008年/2013年获得中国科学技术大学理学学士/博士学位,长期致力于离子阱体系的量子纠缠网络与分布式量子计算实验研究,迄今已在Nature Photonics、Physical Review Letters、npj Quantum Information、Photonics Research、 等期刊发表发表SCI学术论文70余篇,引用2800余次,获批发明专利20余项,研究成果多次入选国际会议邀请报告。


报告主题:光镊辅助的离子阱量子计算:量子操控、声子模式工程与可扩展架构


摘要:离子阱系统具有粒子丢失率低、量子比特相干时间长、可实现高保真度操控以及支持协同冷却等优势,是实现量子计算的重要物理平台之一。然而,如何在保持高保真度和高运行效率的同时实现系统规模扩展,仍是离子阱量子计算发展面临的核心问题。

基于离子晶体的量子计算架构能够利用离子之间的长程库仑相互作用,实现多量子比特之间的直接耦合,但随着离子数目增加,运动模式拥挤、局域寻址串扰、冷却以及量子门并行执行等问题将变得更加突出。基于量子电荷耦合器件(quantum charge-coupled device,QCCD)的架构则通过离子存储、分离、合并和输运,将大规模系统划分为多个功能区域,为离子阱量子计算的模块化扩展奠定了基础。然而,现有QCCD架构中单个运算区的并行处理能力仍较为有限,离子输运在整个计算流程中占据较大比例,同时也未能充分发挥离子长程相互作用在多比特并行操控方面的潜力。


近年来,基于光镊阵列的中性原子量子计算充分展示了并行移动、动态重排和可编程重构对于提升量子处理器灵活性与运行效率的重要作用。本报告将讨论如何将这些能力引入离子阱系统,探索光镊与射频电势协同操控离子的新型量子计算架构。具体内容包括:利用紧聚焦光场产生自旋依赖力并构造量子纠缠门;利用光镊形成的局域势阱调控离子晶体的平衡结构与集体运动模式,实现可编程的声子模式工程;以及利用光镊阵列的并行移动和动态重构能力,对离子量子寄存器进行快速分区、连接与重组。上述研究有望结合离子长程相互作用和光镊可编程操控的优势,为构建具有高并行度、高重构能力和良好扩展性的离子阱量子处理器提供新的技术路径。

谢艺



国防科技大学,副研究员

谢艺,国防科技大学副研究员、硕士生导师。2009年开始离子量子信息处理研究,2020年起主要关注基于QCCD扩展构架的离子量子计算研究,包括高性能离子量子计算芯片研发、光集成离子芯片的设计研发,基于囚禁离子的量子模拟和量子计算、片上离子量子操控以及输运控制等。主持国家自然科学基金、基础加强计划项目等科研项目。在Nature Communications、npj Quantum Information、Chip、Science China: Physics, Mechanics & Astronomy 等国际国内重要学术期刊发表SCI论文40余篇,获授权中国发明专利6项、美国发明专利2项。


报告主题:面向QCCD扩展构架的鲁棒几何逻辑门


摘要:QCCD构架是实现离子量子计算规模扩展的有效方案,通过离子的分区囚禁与操控可以解决离子链振动模式耦合的问题,但也带来离子快速输运中声子激发,磁场空间分布不均导致区域频率差异等挑战。本报告主要介绍我们在离子输运和强鲁棒性几何旋转门方面的研究结果。我们在芯片离子阱上实现了基于非循环几何相位门方案的单比特任意旋转操作,它们对于频率失谐具有很好的鲁棒性,从而可以方便地应用于通用单比特逻辑操作、离子系综的初态制备以及逻辑门的高保真度层析等场合。采用该旋转方案执行初态制备和投影测量等量子过程层析步骤,我们测得在相距300μm,Zeeman劈裂频率差异达到10kHz的两个区域之间输运并分别执行绕X和Y旋转操作,联合操作的保真度仍可达到99.0%以上,在由33个离子组成的系综上执行集体单比特旋转后的态制备保真度可达99.4%。

王鑫



香港科技大学(广州) 长聘副教授

王鑫,香港科技大学(广州)人工智能学域长聘副教授,国家级高层次青年人才,主要从事量子计算与量子人工智能研究。现任 ACM Computing Surveys、ACM Transactions on Quantum Computing、IEEE Transactions on Information Theory 副主编,以及 Quantum 和《中国科学:信息科学》编委。曾任美国马里兰大学 Hartree Fellow,2019—2023年在百度研究院带领团队开发量子机器学习平台“量桨”。2018年获悉尼科技大学博士学位及校长杰出博士论文奖。他曾受邀在量子计算顶级会议TQC作主旨报告,并连续多年入选全球前2%顶尖科学家榜单。


报告主题:AI赋能面向量子硬件的量子算法设计与编译


摘要:量子人工智能的发展需要与量子计算硬件进展紧密结合。本报告围绕 AI 赋能的量子算法设计与硬件感知编译展开,重点探讨人工智能技术在量子算法设计和离子阱量子计算编译优化中的应用。报告将介绍 AI 增强的硬件感知量子算法设计方法,并进一步聚焦离子阱量子计算硬件中的编译优化问题。由于离子阱设备中的量子操作并非理想化执行,离子移动、门作用区域限制和调度冲突等因素都会直接影响线路执行时间与整体保真度。本报告将介绍从一维线性离子阱硬件到二维 QCCD 离子阱架构中的硬件感知编译优化方法,并探讨如何通过 AI 增强的编译技术提升量子计算效率。

陈建鑫



清华大学计算机系 长聘副教授

陈建鑫,清华大学计算机系长聘副教授,近期专注于量子计算机的系统设计与实现,量子纠错与容错等方向的研究。2005年与2010年分别获得清华大学计算机学士与博士学位,随后在加拿大滑铁卢大学量子计算研究所/圭尔夫大学与美国马里兰大学帕克分校的量子信息与计算机科学联合中心从事博士后研究。在去年3月加入清华大学计算机系之前,在达摩院量子实验室领导系统团队与北美团队的研发工作。


报告主题:面向离子平台的量子指令集设计与系统优化


摘要:本报告将介绍我们围绕超导量子计算平台开展的系统级优化工作,包括量子指令集设计、编译优化、门操作调度以及纠错架构设计等方面的进展。在此基础上,报告将进一步分析这些方法背后的通用设计思想,并探讨其迁移到离子阱量子计算平台时可能面临的差异、挑战与机会。



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