量子科学正在掀起一场信息革命乃至科技革命，从而深刻影响社会发展和人类进步。《量子科学重点前沿突破方向》由以潘建伟、郭光灿、杜江峰等多位院士为代表的一大批一线科学家共同撰写，展示了量子科学领域取得的一系列突破性成果，对当前量子科学技术前沿问题进行了系统的阐述，从量子信息的基础物理实验、量子通信、量子计算、量子模拟、量子精密测量等方面深入浅出地、全面地向读者展示了我国量子科技发展的蓬勃画卷。
《量子科学重点前沿突破方向》适合对量子科学感兴趣的科研人员、大学生及一般读者阅读。
《量子科学重点前沿突破方向》汇集了国内量子信息学各领域的专家学者，从基础实验、量子通信、量子计算、量子精密测量四个方面做深入浅出的讲解和展望，是量子信息科学家对当前我国量子信息技术前沿问题的系统阐述，适合对量子科技感兴趣的科研工作者、大学生和广大读者参考和学习。
序
第1章
量子信息的基础物理实验
1．1 验证量子纠缠：贝尔不等式实验检验
1．1．1 实在性与定域性的概念
1．1．2 贝尔不等式思想
1．1．3 贝尔不等式实验
1．1．4 我国科学家与贝尔不等式
1．2 多粒子量子纠缠制备
1．2．1 纠缠的概念
1．2．2 多光子纠缠的发展
1．2．3 多粒子纠缠与超冷原子
1．2．4 利用超导制备量子纠缠
1．3 量子随机数发生器：来自量子测量的真随机性
1．3．1 受信任设备的方案（Ⅰ）：单光子探测方法
1．3．2 受信任设备的方案（Ⅱ）：宏观光子探测器
1．3．3 自检测的量子随机数发生器
1．3．4 半自检测的量子随机数发生器
1．3．5 量子随机数发生器的发展方向
第2章
量子通信
2．1 现实条件下的量子密钥分发
2．1．1 BB84协议及其安全性证明结论
2．1．2 诱骗态方法及非精确控制光源的诱骗态理论
2．1．3 MDI-QKD理论及其优化理论与实验
2．2 连续变量量子密钥分发
2．2．1 简介
2．2．2 连续变量QKD的基本原理
2．2．3 连续变量QKD的研究进展
2．2．4 结语
2．3 光纤城际城域量子通信网
2．3．1 DARPA量子通信网络
2．3．2 SECOQC量子通信网络
2．3．3 东京高速量子通信网络
2．3．4 瑞士量子通信网络
2．3．5 芜湖量子政务网
2．3．6 量子电话网与合肥全通型量子通信网
2．3．7 合肥城域量子通信试验示范网
2．3．8 京沪干线
2．3．9 结语
2．4 量子隐形传态：用量子纠缠传输量子比特
2．4．1 “隔空传物”可能吗
2．4．2 量子隐形传态的概念
2．4．3 量子隐形传态的实现
2．5 冷原子系综量子存储与量子中继
2．5．1 量子中继原理
2．5．2 冷原子系综量子中继方案
2．5．3 存储时间提升
2．5．4 光子接口效率提升
2．5．5 确定性纠缠制备
2．5．6 通信波段接口
2．5．7 多模复用
2．5．8 综合存储性能提升——075；
2．5．9 量子中继和量子网络的原理演示
2．5．10 结语
2．6 稀土原子量子存储与量子中继
2．6．1 量子存储简介
2．6．2 基于稀土掺杂晶体的固态量子存储
2．6．3 两能级的固态量子存储
2．6．4 自旋波存储
2．6．5 超长相干寿命
2．6．6 结语
2．7 自由空间（卫星）量子通信与天地一体化量子通信网络
2．7．1 背景介绍
2．7．2 “墨子号”量子科学实验卫星
2．7．3 自由空间（卫星）量子通信未来展望
第3章
量子计算与量子模拟
3．1 多功能的光子：光学量子计算与量子模拟
3．1．1 光学量子计算机的系统组成
3．1．2 光学量子计算的发展
3．2 被囚禁的电荷：离子阱量子计算与量子模拟
3．2．1 离子囚禁与泡利型阱
3．2．2 囚禁离子的相干控制
3．2．3 离子量子计算
3．2．6 总结
3．3 超导电路量子计算与量子模拟
3．3．1 电荷量子比特
3．3．2 磁通量子比特
3．3．3 相位量子比特
3．3．4 传输子量子比特
3．3．5 量子比特读取
3．3．6 结语
3．4 最冷的物质：超冷原子量子模拟
3．4．1 超低温下的量子效应
3．4．2 激光冷却技术
3．4．3 超冷原子与超导
3．4．4 光晶格及其应用
3．4．5 结语
3．5 不完美的钻石：金刚石色心量子计算
3．5．1 钻石：量子比特最好的朋友
3．5．2 量子态的初始化与读出：更纯、更亮
3．5．3 量子相干及其调控：更长、更快、更准
3．5．4 比特扩展：耦合、寻址、纠错
3．5．5 小小探针，可堪大用
3．5．6 NV的弱磁探测
3．5．7 探针界的多面小能手
3．5．8 结语
3．6 传统的逆袭：半导体量子点量子计算
3．6．1 引言
3．6．2 半导体量子点构造量子比特
3．6．3 集成化半导体量子芯片
3．6．4 结语
3．7 抵抗退相干：拓扑量子计算
3．7．2 拓扑量子计算
3．7．3 马约拉纳束缚态与拓扑量子计算
3．8 量子计算机软件：量子算法的研究与展望
3．8．1 量子算法概览
3．8．2 量子计算模型
3．8．3 Deutsch·Josza算法、Simon算法与Shor算法
3．8．4 量子搜索算法
3．8．5 量子相位估计
3．8．6 量子机器学习
3．8．7 量子近似优化算法
3．8．8 结语
第4章
量子精密测量
4．1 薛定谔猫与量子技术
4．1．1 薛定谔猫：思想实验与物理内涵
4．1．2 薛定谔猫态：科学之争
4．1．3 量子到经典之路：退相干历史
4．1．4 从经典到量子：科学“寻猫之旅”与2012年诺贝尔物
4．1．5 “捕捉”薛定谔猫态与量子技术
4．1．6 展望
4．2 时间和频率的测量与传递
4．2．1 时间是怎么产生的
4．2．2 用什么来测量时间
4．2．3 我们怎么得到时间
4．2．4 北京时间是怎么来的
4．2．5 结语
4．3 原子干涉重力仪与原子陀螺
4．3．1 引言
4．3．2 经典重力仪
4．3．3 物质波的相干性
4．3．4 原子干涉重力仪
4．3．5 拉曼跃迁
4．3．6 原子干涉重力仪的基本工作原理
4．3．7 科研人员在做什么
4．3．8 基础物理的探索研究
4．3．9 重力测量的实际应用
4．3．10 结语
4．4 量子探测激光雷达在环保和气象中的应用
4．4．1 量子上转换气溶胶探测激光雷达
4．4．2 量子上转换能见度探测激光雷达
4．4．3 量子上转换测风激光雷达
4．4．4 超导双频测风激光雷达
4．4．5 超导双频测风激光雷达
4．5 痕量原子示踪
4．5．1 同位素定平法测水的年龄
4．5．2 极低丰度同位素怎么测：原子阱痕量分析方法
4．5．3 国内外合作与应用
参考文献
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