北京理工大学物理专业在量子信息领域的研究特色主要体现在以下几个方面，结合多个研究团队和实验室的成果，形成了理论与实践并重、多学科交叉融合的科研体系：

1. 量子成像与极弱信号探测技术

  • 量子成像技术：量子技术研究中心在量子成像领域取得显著进展，包括单像素压缩成像、量子雷达和极弱光成像等方向。张安宁教授团队在实验中实现了量子成像的工程化应用，涉及量子遥感、量子雷达等国防需求。
  • 极弱信号探测：赵清教授团队将压缩感知理论与量子物理结合，开发出高灵敏度的微弱信号探测技术，应用于蛋白质分析、国防安全等领域，相关成果获国家自然科学基金及国防项目支持。
  • 量子全息加密：张向东教授团队基于高维轨道角动量纠缠态，开发出高维量子全息技术，显著提升图像加密的安全性，研究成果发表于《物理评论快报》。

    • 2. 量子材料与器件的基础研究

  • 低维量子材料制备：周家东教授团队专注于二维半导体及量子材料的可控制备，如磁性材料Cr₅Te₈和异维超结构VS₂-VS，发现其反常霍尔效应和超导特性，为未来量子器件（如高灵敏度探测器、柔性电子设备）提供材料基础。
  • 拓扑量子材料：研究团队探索二维材料的铁磁、铁电、超导等新奇物性，结合柔性技术开发可穿戴设备，推动量子材料在智能探测领域的应用。

    • 3. 量子信息理论与算法创新

  • 压缩感知算法：量子技术研究中心将压缩感知优化算法应用于量子物理，解决相位恢复、矩阵填充等问题，提升成像光谱和三维成像的效率。
  • 量子热力学与调控：徐大智副研究员团队研究量子系统的测量与相干控制，探索量子热机、光合作用中的量子效应，为量子信息处理提供理论支持。

    • 4. 国防与工程应用导向

  • 国防需求驱动：研究团队以光子计数雷达、安全通信、红外成像等国防应用为目标，承接国家重大科学仪器开发专项、863项目等，推动量子技术在军事领域的落地。
  • 量子雷达与通信：张安宁教授主持的国防科工局项目聚焦量子雷达技术，结合极弱光成像工程实践，提升探测精度和抗干扰能力。

    • 5. 跨学科合作与国际前沿布局

  • 交叉学科平台：低维量子材料实验室联合微电子、光电信息等专业，规划未来芯片学院，推动量子技术与人工智能、柔性电子的融合。
  • 国际合作与人才培养：中心与麻省理工学院、新加坡科研机构等合作，吸引国际人才；同时通过新增“量子科学与技术”本科专业，培养量子信息领域的复合型人才。

    • 代表性团队与成果

  • 量子技术研究中心：由葛墨林院士指导，赵清、张安宁等教授领衔，研究方向覆盖量子成像、量子通信、量子算法等。
  • 张向东团队：在量子全息领域实现高维纠缠加密技术，突破经典噪声限制，为信息安全提供新方案。
  • 周家东团队：发表多篇《Nature》子刊论文，推动二维量子材料的产业化进程。

    • 人才培养与学科建设

  • 专业设置：2023年新增“量子科学与技术”本科专业，培养量子信息交叉学科人才，注重理论深造与企业研发（如华为、阿里巴巴量子实验室）对接。
  • 国际交流：中心定期选拔研究生参与国际合作项目，并面向全球招聘青年学者，形成“本硕博贯通”培养体系。

    • 综上，北京理工大学在量子信息领域的研究特色可概括为“理论突破—材料创新—技术转化—国防应用”的全链条布局，尤其在量子成像、低维材料、安全通信等方向处于国内领先地位。