陈凯,男,博士,
中国科学技术大学教授、博士生导师,研究方向为实验与理论
量子通信与
量子信息。2008年入选
中国科学院“
百人计划”。
人物经历
教育经历
工作经历
先后在中国科学院物理研究所(合作导师:
吴令安教授,
杨国桢院士),
多伦多大学物理系做
博士后(合作导师:Prof. Hoi-Kwong Lo),
波恩大学做洪堡学者(合作导师:Prof. Dr. Sergio Albeverio),德国
海德堡大学物理系做博士后及
玛丽·居里学者(合作导师:潘建伟教授)。
主要成就
科研成就
研究方向
研究方向为实验与理论
量子通信与
量子信息。作为项目负责人主持
中国科学院知识创新工程重要方向性项目“远距离量子通信中若干关键技术的研究”(2008年5月-2011年02月)。作为项目负责人主持国家自然科学基金项目“光
量子态的操纵与量子信息处理的若干实验研究”(2009年1月-2011年12月),“
量子纠缠的若干理论研究”(2012年1月-2015年12月)。拟对
光子信息处理中的多光子操控和应用,量子信息理论以及量子纠缠的性质和应用展开深入研究和探索。在
量子通信技术方面,将研究现实条件下以及保证通信安全性的情况下,追求更远的通信距离,更高的通信
速率,更好的稳定性和可靠性。将面向推动量子通信朝着实用化和网络化的目标,研究新型通信方案并发展相关关键技术。
主要贡献
1.与合作者成功发展了一种新颖的纠缠源。利用辅助光子的条件检测和微妙的双光子相干效应,通过参量下转换过程得到了稳定强健的纠缠光子源,而无需进行破坏性的光子探测。从而为各种相关的量子协议得以可控的实现奠定了基础。[Nature
光子学 4, (2010) 549-552, Nature China 等多家媒体进行了报道]。
2.与合作者首次成功实现16km世界上最远距离的量子隐形传态,证实了在
自由空间进行远距离量子隐形传态的可行性[Nature Photonics 4, (2010) 376-381,为2010年6月出版的Nature Photonics封面文章。发表后
物理学 Today, Physorg, Nature China, 美国大众科学等多家媒体和网站进行了报道]。
3.与合作者利用商业
光纤完成了基于诱骗态的、通信距离20公里的3节点安全量子网络系统,实现了实时网络通话和3方对讲功能[Opt. Express. 17, (2009) 6540-6549]。被《Science》以“量子电话呼叫(Quantum Phone Calls)”为题进行了报道。接着
英国《Physics World》又以“中国建立了量子网络(China creates quantum network)”为题做了专题报道。
中国中央电视台CCTV也以“中科大建成世界首个
光子电话网”进行了报道。
4.与合作者首次设计和制备了高亮度、高质量的双光子、4量子比特cluster态源,完成了Grover
搜索算法,以及普适量子门的one-way实现的实验[Phys. Rev. Lett. 99, (2007) 120503 (已被SCI引用71次)]。比前人的结果效率高出4个数量级以上,保真度也大大提高。国外媒体为此进行了专题采访和报道。
5.与合作者首次对任意两体
量子态其两个最好的纠缠
度量给出了较好估计,评审人认为是纠缠态理论中的重要进展:“…a significant contribution to the theory of entanglement…”[Phys. Rev. Lett. 95, 210501 (2005) (已被SCI引用91次); Phys. Rev. Lett. 95, 040504 (2005) (已被SCI引用57次)]。
6.与合作者首次独立提出用decoy-state方法来进行长距离安全
量子通信的系统理论和方案[Phys. Rev. Lett. 94, 230504 (2005)]。
英国《
新科学人》以“用诱骗
量子态产生不可破解的密码”为题做了专题报道,并认为是近期关于此方向研究的重大突破。国际上多家媒体进行了报道。2007年初,国际上的三个实验小组采用该方案独立地实现了超过百公里的安全
量子密钥分发,其结果同时发表在同一期的Phys. Rev. Lett.上,最近国内外多个研究小组又进一步实验上发展和实现了我们的方案。(已被SCI引用252次)
7.与合作者首次提出关于判别量子纠缠态的矩阵拉直法及其多体推广,并被国际权威同行学者在综述文章中以专门篇幅介绍,已成为此领域研究的最重要结果之一[Quant. Inf. Comput. 3, (2003) 193-202 (已被SCI引用141次); Phys. Lett. A 306, (2002) 14-20(已被SCI引用42次)]。
论文专著
1)Qudit hypergraph states and their properties - Phys.
REV A - 2018 - 97 (2018) 012323
2)One-sided measurement-device-independent quantum key distribution - Phys. Rev. A - 2018 - 97 (2018) 012313
3)Quantum State Transfer from a Single Photon to a Distant Quantum-Dot Electron Spin - Phys. Rev. Lett. - 2017 - 119 (2017) 060501
4)Optimized detection of steering via linear criteria for arbitrary-dimensional states - Phys.
REV A - 2017 - 95 (2017) 032128
5)Efficient linear criterion for witnessing
阿尔伯特·爱因斯坦Podolsky-Rosen nonlocality under many-setting local measurements - Phys. Rev. A - 2017 - 95 (2017) 012142
6)Nonlocal games and optimal steering at the boundary of the quantum set - Phys.
REV A - 2016 - 94 (2016) 022116
7)Certifying
阿尔伯特·爱因斯坦Podolsky-Rosen steering via the local uncertainty principle - Phys. Rev. A - 2016 - 93 (2016) 012108
8)Experimental multiplexing of quantum key distribution with classical optical communication - Applied Physics Letters - 2015 - 106 (2015) 081108
9)Randomness expansion with a one-sided trusted device - Phys.
REV A - 2015 - 91 (2015) 052308
10)Genuine High-Order
阿尔伯特·爱因斯坦Podolsky-Rosen Steering - Phys. Rev. Lett. - 2015 - 115 (2015) 010402
11)基于半导体
量子点的单光子源:原理、实现和前景 - 中国科学:信息科学 - 2014 - 44 (2014) 394-409
12)Direct and full-scale experimental verifications towards ground–satellite quantum key distribution - Nature Photonics - 2013 - 7 (2013) 387–393
13)Experimental Demonstration of Counterfactual Quantum Communication - Phys. Rev. Lett. - 2012 - 109 (2012) 030501
14)Experimental Free-
Space乐队 Quantum Teleportation - Nature Photonics - 2010 - 4 (2010) 376-381
15)Experimental Demonstration of a Heralded
Entanglement Source - Nature Photonics - 2010 - 4 (2010) 549-552
16)Verifying Genuine High-Order Entanglement - Phys. Rev. Lett. - 2010 - 105 (2010) 210504
17)Metropolitan all-pass and inter-
城镇 quantum
传播学 network -
光学 Express - 2010 - 18 (2010) 27217-27225
18)Decoy-state quantum key
广义函数 with polarized photons over 200 km - Optics Express - 2010 - 18 (2010) 8587-8594
19)Field test of a practical secure
传播学 network with decoy-state quantum cryptography -
光学 Express - 2009 - 17 (2009) 6540-6549
20)Long-distance quantum teleportation assisted with free-
Space乐队 Entanglement distribution -
汉语词类 物理学 B - 2009 - 18 (2009) 3605-3610
21)Experimental determination of entanglement for arbitrary pure states - Phys.
REV A - 2009 - 80 (2009) 032320
22)Multistage
Entanglement Swapping - Phys. Rev. Lett. - (2008) - 101 (2008) 080403
23)Entanglement of formation and concurrence for mixed states -
front Comput. Sci. China, - 2008 - 2 (2008) 114–128
24)Experimental Realization of One-Way Quantum Computing with Two-Photon Four-Qubit Cluster States - Phys. Rev. Lett. - 2007 - 99 (2007) 120503
25)Multi-partite quantum cryptographic protocols with noisy GHZ states - Quantum Information and Computation - 2007 - 99 (2007) 689
26)
两双Setting Bell Inequalities for Many Qubits - Phys.
REV A - 2006 - 74 (2006) 050101(R)
27)Decoy state quantum key distribution with two-way classical post-processing - Phys. Rev. A - 2006 - 74 (2006) 032330
28)Concurrence-based entanglement measure for Werner States - Reports on Mathematical Physics - 2006 - 58 (2006) 325-334
29)Decoy State Quantum Key Distribution - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 94 (2005) 230504
30)
Entanglement of Formation of Bipartite Quantum States - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 95 (2005) 210501
31)Concurrence of Arbitrary Dimensional Bipartite Quantum States - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 95 (2005) 040504
32)Conference Key Agreement and Quantum Sharing of Classical Secrets with Noisy GHZ states - Proc. 2005 IEEE International Symp. Inform. Theory - 2005 - (2005) 1607-1611
33)Test for entanglement using physically observable witness operators and positive maps - Phys.
REV A - 2004 - 69 (2004) 022312
34)The generalized
还原 criterion for separability of quantum states - Phys. Rev. A - 2003 - 68 (2003) 062313
35)A
基体 realignment method for recognizing entanglement - Quantum Information and Computation - 2003 - 3 (2003) 193-202
36)The generalized partial transposition criterion for separability of multipartite quantum states - Phys. Lett. A - 2002 - 306 (2002) 14-20
荣誉