中国光学突破：量子计算与反常多普勒效应

"本文介绍了2011年中国光学领域的两个重要研究成果，涉及量子计算和负折射材料中的光频段反常多普勒效应。" 在光学领域，2011年的"基于测量的关联空间的量子计算"是一个突破性的进展。传统量子计算依赖于复杂的量子比特操作，而一次性量子计算则提出了一种全新的思路。由中国科学技术大学潘建伟院士团队实现的这种方法，通过制备高度纠缠的多量子比特态，实现了量子计算。在这种计算模式下，根据预设的量子算法对纠缠态进行单量子比特测量，完成计算任务。然而，这种测量会破坏原有的纠缠态，因此称为一次性或单向量子计算机。该工作着重于簇态和关联空间纠缠态的制备，以及它们在量子计算中的应用，包括实现单比特量子门和双比特量子门，并成功演示了关联空间中的Deutsch算法。 另一个重大成果是"负折射材料中光频段反常多普勒效应的观测"。由上海理工大学庄松林院士团队完成，他们首次直接证实了在负折射率材料中，光频的多普勒效应呈现出反常特性。这个现象最初由Veselago在1968年预测，但直到多年后才得以实验验证。团队克服了光源与接收器需在负折射率材料中相对运动的难题，以及光频测量的挑战，通过设计特殊的光路和双光束拍频干涉法，成功观测到光频段的反常多普勒现象，为光速控制和光通信技术开辟了新的可能。 这两个成果展示了中国在光学前沿领域的研究实力，不仅推动了量子计算的理论与实践，还加深了我们对负折射材料光学性质的理解，为未来光电子学、光通信和量子信息科学的发展奠定了基础。