A1“量子基础交叉研究”分论坛聚焦量子科学中的基础问题及其与材料、光学、信息和精密测量等领域的交叉融合。本分论坛邀请来自中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、北京理工大学、华南师范大学、厦门大学、清华大学高等研究院和香港大学等单位的专家学者，围绕一维量子液体、量子启发的光神经网络与机器学习、基于原子系综的量子存储研究、范德瓦耳斯半导体微腔中的谷选择性朗道极化激元、量子比特损耗误差、量子几何与分数陈绝缘体，以及超导量子比特平台上的量子传感与量子模拟等前沿主题展开交流。报告内容涵盖低维量子多体物理、拓扑量子物态、光与物质相互作用、可控量子体系、量子信息中的误差问题，以及新型量子器件与实验平台等方面，展示量子基础研究与量子技术发展之间的紧密联系。

卢海舟，南方科技大学物理系讲席教授、教育部国家一流本科课程“量子力学”负责人。2007年获清华大学高等研究院博士学位，师从朱邦芬院士，后在香港大学沈顺清教授研究组从事博士后及研究工作。主要利用量子场论研究拓扑物质中的新奇物相与电子输运，提出三维量子霍尔效应新机制等理论成果。已发表论文百余篇，入选美国物理学会Outstanding Referee。获国家杰出青年科学基金、深圳自然科学一等奖、全球华人物理和天文学会亚洲成就奖及“科学探索奖”，担任国家重点研发计划项目首席科学家。

单欣岩，清华大学物理系本科、硕士，2008年获荷兰乌得勒支大学物理学博士学位，曾在清华大学薛其坤研究组从事博士后研究，并长期任职于中国科学院物理研究所。2025年加入粤港澳大湾区（广东）量子科学中心。主要从事扫描隧道显微镜原位超快光学测量与凝聚态量子材料超快动力学研究，发展了兼具原子级空间分辨和飞秒级时间分辨的超快隧道电子谱技术。在超快光谱、非线性光学、微弱信号测量及尖端科研仪器自主研发方面具有丰富经验，发表第一作者或通讯作者论文三十余篇，获国家专利二十余项。

许志芳，南方科技大学物理系教授。2004 年本科毕业于中山大学物理系，2009 年博士毕业于清华大学高等研究院。先后在清华大学、东京大学和匹兹堡大学从事博士后研究。主要从事超冷原子与量子多体物理研究，聚焦光晶格高轨道体系中的新奇量子物态、涨落与非平衡动力学。相关成果发表于 Nature、Physical Review Letters 等期刊，并入选2021年度“中国科学十大进展”30项候选进展。

管习文，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院研究员、美国物理学会会士，澳大利亚国立大学荣誉教授。1998年获吉林大学物理学博士学位，曾于澳大利亚国立大学任研究员和高级研究员。长期从事低维冷原子多体系统、自旋系统和凝聚态物理中的严格可解模型研究，重点关注一维量子气体、量子液体、量子临界现象及量子精密测量。主持国家重点研发计划项目和国家自然科学基金重点项目，担任《Journal of Physics A》执行编委及国际纯粹与应用物理联合会数学物理委员会委员。已发表SCI论文150余篇，研究成果发表于Science、Review of Modern Physics、Physical Review Letters等期刊。

报告主题：Novel Quantum liquids: From Tomonaga-Luttinger to Luther-Emery Liquids

摘要：Collective motions pervade nature. In one-dimensional (1D) repulsive interacting fermions (Yang–Gaudin, Hubbard models, etc.), low-energy excitations split into two collective modes carrying only fractionalized spin or charge--spin-charge separation, a defining signature exclusive to 1D. Conversely, attractive 1D fermion systems support unconventional polarization-dependent BCS pairing phases: Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) states and Luther–Emery liquids (LEL). The LEL features fully paired fermions with gapped spin but gapless charge excitations in contrast to both gapless spin and charge excitations in the FFLO states. Experimental probing and full theoretical characterization of these exotic quantum liquids have long proven difficult. This talk leverages Bethe ansatz and bosonization to unravel the microscopic origins and experimental accessibility of distinct 1D interacting-fermion quantum liquids: spin-charge separation, spin-incoherent Luttinger liquids, FFLO pairing, and LEL.

张向东，北京理工大学特聘教授、科技部国家重点研发计划首席科学家，量子物态调控与超精密测量技术北京市重点实验室主任。2008年入选国家杰出青年科学基金支持计划。2022年入选科睿唯安全球高被引科学家，2018-2025连续入选爱思唯尔“中国高被引学者榜”。长期从事光子晶体和低维纳米结构的物理特性及其应用研究，探讨利用人工微结构调控经典和量子光场，取得了多项创新成果。在国内外核心期刊上发表论文370余篇，研究成果曾被Physics Web、Physics World、Science News 等专门报道。

报告主题：量子启发的光神经网络和机器学习

摘要：由于光学神经网络具有低能耗、低串扰、低传输延迟等优点，最近受到极大关注。但遗憾的是，目前光学神经网络还并未具有算法结构上的加速效果，例如更快的模型收敛速度等。另一方面，最近的研究也显示基于量子计算理论的量子神经网络能够展现出算法结构上的加速。然而，由于技术发展的限制，目前量子神经网络算法很难在硬件上大规模执行，这导致其所具有的加速性难以在目前人们面对的实际问题中发挥作用。最近我们构造出了一种新型经典光神经网络：关联光卷积神经网络。它能将两种神经网络的优点相结合，也就是，既具有算法结构加速效果，又能够相对容易地实现。进一步，我们证明了具有加速功能的关联光储备池计算和可解释的强化学习。本报告将对这方面的研究进展做介绍。

朱诗亮，华南师范大学物理学院教授、副校长；原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室主任。他长期从事超冷原子和量子信息领域的研究，和合作者在量子计算与模拟、量子存储与量子精密测量领域做出系列成果。发表论文180余篇，其中Phys. Rev. Lett. 30篇(唯一第一作者11篇)，Nature/Science 子刊8篇和Advances in Physics长篇综述论文1篇等。他以第一完成人获得过国家自然科学奖二等奖（2013）、广东省自然科学奖一等奖（2011，2024）和教育部自然科学奖一等奖（2017）；获得国家杰出青年基金、教育部重大人才项目和香港大学Denial Tsui Fellow等。先后主持过国家重点研发计划、国家自然科学基金重点、教育部创新团队和广东省重点研发计划项目等。

报告主题：基于原子系综的量子存储研究

摘要：激光冷却与囚禁的原子体系兼具优异的量子特性和灵活的可调控性，已成为量子计算与模拟、量子通信、量子精密测量等领域最重要的研究平台之一。报告将介绍我们在基于原子系综的量子存储方向上的研究进展。量子存储作为量子计算、量子通信和量子精密测量的关键使能器件，具有广泛而重要的应用前景。汇报会聚焦于介绍我们在原子系综体系中首次实现存储效率超越量子不可克隆阈值的通用型量子存储器，以及转换效率突破该阈值的微波-光波转换器件。此外，针对量子存储器的性能表征涉及效率、保真度、存储时间、带宽、模式、维度、频率等多个指标，且部分指标之间存在实验上的互斥关系，本报告还将介绍我们提出的“量子互联速率”这一综合指标，用以统一衡量量子存储器的综合性能，并汇报我们在进一步提升量子存储器整体性能方面的努力。

陈张海，厦门大学物理科学与技术学院物理学教授，现任厦门大学物理科学与技术学院院长，博士生导师，曾获中国物理学会黄昆物理奖、国家自然科学基金委杰出青年基金资助，上海市优秀学术带头人称号等。陈张海长期从事半导体及其纳米结构的光谱特性研究，在纳米科学领域有丰富的经验及技术积累；建设、发展了多种光谱手段；其研究兴趣包括：单个小量子体系中电子态、半导体纳腔中光与物质相互作用、量子混沌等。在Nature、PRL、PNAS等国际学术期刊上发表论文200余篇，相关研究成果获国内外同行的关注。

报告主题：Valley-Engineered Landau Polaritons in a Van der Waals Semiconductor Microcavity

摘要：The integration of correlated quantum materials with optical microcavities offers a promising route toward engineering hybrid light–matter states with emergent many-body properties. In this work, we report the realization of Landau polaritons in a monolayer tungsten diselenide (WSe?) embedded within a high-quality optical microcavity. By introducing a tunable two-dimensional electron gas and applying a perpendicular magnetic field, we achieve strong coupling between cavity photons and multiple interband Landau level transitions, forming hybrid quasiparticles with mixed photonic and electronic character. These Landau polaritons exhibit pronounced valley-dependent behavior, including oscillations in resonance energies and coupling strengths governed by the integer filling of valley-resolved Landau levels. We further observe nonlinear modifications to both transition energies and coupling strengths arising from intervalley electronic correlations, highlighting the role of many-body interactions in the coupled system. The ability to control polariton properties via electrical doping, magnetic field, and valley degree of freedom establishes a versatile platform for cavity quantum electrodynamics in two-dimensional materials.

翟荟，清华大学高等研究院教授。2002年本科毕业清华大学物理系首届基础科学班，2005年初在清华大学高等研究院获得博士学位后，先后在美国俄亥俄州立大学和加州大学伯克利分校从事博士后研究。2009年起回清华大学高等研究院工作至今。主要从事冷原子、凝聚态等量子物质和量子计算的理论研究，十多项理论预言被国内外实验组证实。已发表论文百余篇，其中在Science、Nat. Phys.、PRX、PRL等期刊发表论文50余篇，论文总引用13000余次。所著教材《Ultracold Atomic Physics》在剑桥大学出版社出版。获得国家自然科学基金委杰出青年基金支持，入选教育部长江学者、科技创新领军人才，荣获中国物理学会饶毓泰奖、科学探索奖、北京市杰出青年中关村奖、美国物理学会会士等荣誉。

报告主题：How to Deal with Qubit Loss Error

摘要：In an atom array quantum computer, a qubit can survive only a few seconds due to the vacuum lifetime. Therefore, it is important to address qubit loss error in quantum error correction on this platform. In this talk, I will discuss using an AI-enabled decoder to extract information about qubit loss, and I will compare this with physically detecting qubit loss error.

姚望，香港大学讲座教授。2001年毕业于北京大学，2006年在加州大学圣叠戈分校获得博士学位，2008年至香港大学任职，现为香港大学物理学系讲座教授，新基石研究员，美国物理学会会士、美国光学会会士。主要研究领域为凝聚态物理，以及凝聚态物理与量子物理、光学的交叉领域。 曾获全球华人物理与天文学会亚洲成就奖、仁科芳雄亚洲奖、科学探索奖、黄昆物理奖。自2018年起连续入选科睿唯安「高被引科学家」。

报告主题：Quantum geometry adaptiveness and fractional Chern insulators in non-Chern bands

摘要：The fractional quantum Hall effect was initially discovered in a two-dimensional electron gas subjected to a strong magnetic field, which quantizes the kinetic energy of the electrons into discrete, highly degenerate Landau levels (LL). Its extension beyond the LL paradigm was first made possible by noting the topological equivalence of Chern bands in crystals to LLs, which can be further engineered in the isolated flat band limit to mimic LLs both in energy landscape and in quantum geometry. This has led to the ground breaking discovery of fractional Chern insulators at zero magnetic field. We will discuss possibilities to go beyond the Chern band and LL paradigm, and present findings in lattice models that demonstrate fermionic and bosonic Laughlin and Moore-Read states in exact flat bands where band topology is trivial, critical, or ill-defined [1-4]. A key observation underlying these expected emergences of the fractional states is that the interacting carriers in the flat band can self-adapt to the quantum metric landscape, tending to occupy regions with favorable quantum geometry, albeit the trivial or ill-defined band topology.

The works are supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 12425406), the Research Grant Council of Hong Kong (AoE/P-701/20, HKU SRFS2122-7S05, A-HKU705/21), and New Cornerstone Science Foundation.

黄凯旋，北京量子信息科学研究院副研究员。南开大学光学博士，曾在浙江大学王浩华教授团队和中科院物理所范桁研究员团队联合培养，现为北京量子信息科学研究院智能量子计算与模拟团队副研究员，负责超导量子计算平台规划与运行。长期从事超导量子计算与量子模拟实验研究，在测控平台搭建、多比特调控、自动化校准及非平衡量子多体动力学等方面开展了系统研究，具有丰富的实验测控经验。已在Nature、Phys. Rev. Lett.、Nat. Commun. 等期刊发表SCI论文30余篇，其中以第一作者/共同第一作者或共同通讯作者发表论文10篇，申请发明专利9项、软件著作权2项。主持国家自然科学基金青年科学基金项目（C类）、北京市自然科学基金面上项目等，入选北京市科协“高创计划”青年人才托举工程。

报告主题：基于超导量子比特的量子传感和量子模拟

摘要：超导量子比特具有可编程性强、调控精度高、测量方式灵活以及系统架构可扩展等特点，为量子增强精密测量和复杂量子多体动力学研究提供了重要的实验平台。本报告将首先简要介绍超导量子计算实验平台的基本架构，以及多比特量子芯片、测控系统和自动化校准软件等方面的技术进展。在量子传感方面，我们利用超导量子比特构建非平衡 Stark–Wannier 量子探针，将量子临界性与非平衡动力学相结合，通过简单的少激发初态、计算基测量以及多时间点联合参数估计，在较宽参数区间内实现了量子增强的参数估计精度，并展示了随演化时间接近海森堡极限的精度标度。在量子模拟方面，我们依托具有全连接架构和可调哈密顿量参数的超导量子芯片，系统展示了相互作用范围、局域势以及初态类型等多个控制参量对量子姆潘巴效应的影响，为理解和调控量子多体非平衡动力学提供了新的实验平台。上述工作表明，超导量子计算平台不仅是量子计算的重要硬件载体，也为探索量子增强传感机制和非平衡量子多体物理提供了可控、可扩展的实验工具。