1.北京大学物理学院杨志成课题组揭示量子纠缠为量子“魔法”开辟高效通道

2.西安交大董天宇教授团队无线传感研究成果在Science Advances发表

3.天津大学马凯学教授团队破解硅基射频芯片损耗难题 让中国“芯”绽放更强光芒

1.北京大学物理学院杨志成课题组揭示量子纠缠为量子“魔法”开辟高效通道

在量子世界里，量子纠缠与量子非稳定子性（non-stabilizerness，也被称作量子“魔法”quantum magic）是量子信息科学中的两大核心资源，想要实现真正的通用量子计算、解锁量子优势，二者缺一不可。量子纠缠是量子世界区别于经典世界的标志性特征，就像一对“心有灵犀”的粒子，无论相隔多远，状态都会瞬间关联，但仅靠纠缠还不足以实现强大的量子计算——有些量子态纠缠程度很高，却依然能被经典计算机轻松模拟，无法发挥量子计算的独特优势。而量子“魔法”，正是量子态或量子操作中超出经典模拟能力的关键部分，是实现通用量子计算不可或缺的核心资源。

长期以来，科研人员虽知晓这两种量子资源的重要性，却一直未能清晰揭示二者间的内在关联。近日，北京大学物理学院杨志成课题组的研究带来了突破性发现：量子纠缠能够为量子魔“法”的注入打开一条高效通道，让我们从量子门中提取“魔法”资源变得更加高效。研究团队通过巧妙设计的模型，严格证明了量子系统初始的纠缠程度越高，能够注入的量子“魔法”资源就越多，二者呈现清晰的线性关联。更令人惊喜的是，预先构建的量子纠缠，还能让原本分散向两个子系统注入“魔法”的效果，直接等同于一次性向整个系统注入全局“魔法”，这一神奇效应的背后，正是量子门隐形传态机制在发挥作用——量子纠缠如同一条隐形的高速通道，能将局部量子门中蕴藏的“魔法”资源，快速且均匀地分布到整个量子系统中，大幅提升资源利用效率。

图1. (a) Haar随机幺正门作用于仅含有纠缠但不含有量子magic的初态，向其注入魔法资源。(b) 初态中的纠缠使得分别向两个子系统中注入magic的效果等同于一个全局的量子门。(c) 量子门隐形传态(gate teleportation)：量子纠缠为魔法资源注入提供了一条额外的通路，使局域量子门中蕴含的资源能够更有效地分布到整个系统中

为了更精准地衡量量子门中蕴藏的“魔法”资源，研究团队还提出了全新的物理量——幺正稳定子 Rényi熵（unitary stabilizer Renyi entropy），这一指标比以往的衡量标准更加精准，不仅能清晰刻画量子门的“魔法”含量，同时为制备量子门所需的基础组件——单比特T门数量提供参考，还能对量子门注入“魔法”资源的潜力提供更优的估计。这项研究首次定量揭示了量子纠缠与量子“魔法”两类核心量子资源间的深刻联系，为理解量子多体系统中“魔法”资源的动力学过程，以及未来高效设计量子线路、推动通用量子计算的发展提供了全新思路与重要理论支撑。（北京大学）

2.西安交大董天宇教授团队无线传感研究成果在Science Advances发表

近日，北京大学电子学院联合西安交通大学电气工程学院先进电磁调控与能量转换技术研究中心在非厄米无线传感领域取得重要进展。研究团队首次提出普适非厄米临界点（Critical Point，CP）概念，并设计出新型无线传感电子电路架构，成功实现了微弱信号的高精度、远距离、高信噪比实时无线监测。相关成果以Critical point-based wireless sensors enabling tiny perturbation detection为题，发表于国际著名期刊《科学进展》（Science Advances）。

无线传感技术因能突破物理连接限制，在封闭空间/复杂环境下的电网监测、航空航天高端装备、先进可植入健康医疗以及具身智能/物联网传感网络等领域具有广泛应用前景。然而，由于传统无线传感架构受固有损耗特性制约，难以实现微小信号的远距离高精度探测。虽然基于宇称—时间（PT）对称的传感架构可提升性能，但需严格的平衡增益-损耗配置，对元件参数和强耦合系数要求苛刻，且在奇异点（EP）附近热噪声急剧放大，严重限制了实际应用。

本研究突破了上述局限，提出了一种非平衡增益—损耗配置的普适非厄米临界点无线传感架构。与传统架构及PT对称架构相比，该架构约束条件更为宽松，展现出独特且丰富的动力学特性，不仅实现了超高品质因数和更远的无线探测距离，还从根本上解决了传感灵敏度、信噪比与耦合强度之间长期存在的权衡难题。

实验结果显示：该架构用于耦合系数传感时，可解析低至1.92×10-4的耦合系数变化，探测极限较PT对称架构提升超过七倍；且因耦合系数与特征频率解耦，可有效消除电容变化引起的频率响应干扰。同时，用于微小非对称电容传感时，能探测低至2.5×10-5的扰动（对应约0.6飞法的电容变化），较以往报道结果提升2-3个数量级。

特别值得一提的是，该传感架构在振动噪声复杂的实际环境下仍能稳定捕捉微小非对称电容变化，实现远距离实时信号监测。此外，该架构还可拓展至无线电能传输等领域，为高效无线供能提供新路径。此项研究有效推动了非厄米动力学理论向无线传感实用化迈进，为开发高分辨率、高灵敏度、高信噪比的无线电子传感器件与系统提供了新的理论框架和技术方案。

不同传感架构示意图

基于CP架构的耦合系数传感特性

基于CP架构的非对称电容传感特性与例证

该研究由西安交通大学微电子学院青年拔尖人才马超副教授（耿莉教授团队，原北京大学电子学院博雅博后）及北京大学电子学院彭练矛院士、胡又凡长聘副教授团队和西安交通大学电气学院董天宇教授团队联合完成。微电子学院副教授马超、电气学院博士殷珂（现为四川大学助理教授）和硕士生张卓玉为共同第一作者，电气学院董天宇教授和北京大学电子学院长聘副教授胡又凡为共同通讯作者，北京大学电子学院彭练矛院士参与指导工作。研究过程中，电气学院博士生沙笑因和赖浚安提供了重要技术支持。（西安交通大学）

3.天津大学马凯学教授团队破解硅基射频芯片损耗难题 让中国“芯”绽放更强光芒

在5G、卫星通信、雷达感知无处不在的今天，射频芯片是支撑无线世界的“心脏”。这一市场规模超千亿元的关键领域，最主流的硅基工艺面临射频损耗难题。天津大学马凯学教授团队历经二十余年深耕，研发“射频芯片耦合多谐振电磁调控理论与方法”项目，突破行业瓶颈，荣获2025年度天津市科学技术奖自然科学特等奖。

主流的硅基芯片成本低、工艺成熟，但存在先天短板——商用硅衬底电阻率低导致射频信号传输损耗高。大量能量转化为热量与噪声，不仅让芯片射频性能大打折扣，更制约着其低损耗、小型化的技术升级。

“大家习以为常的难题，我们努力从根源上破解。”马凯学说，“我们没有更换材料，没有改造产线，而是在通用商用硅工艺基础上，靠理论与设计创新‘螺蛳壳里做道场’。”

历经无数次仿真、测试与迭代，团队终于摸清底层机理：商用硅基电磁耦合与传输中，磁损耗几乎为零，电损耗是“罪魁祸首”。据此，团队首创耦合多谐振电磁调控模型，利用商用硅工艺多层金属的特点，把电能储存在低损耗的二氧化硅层，磁能储存在硅层，实现电磁能量“分区储能、精准调控”。不增材料、不加成本，仅靠结构创新设计，就把超高损耗大幅降低，让硅基射频芯片性能实现质的飞跃。

这一原创突破，收获一系列亮眼佳绩：研发出国际首款三谐振压控振荡器，大幅降低相位噪声87%；指导设计的功率放大器带宽提升31%；扩展应用于天线，使带宽提升50%……团队始终坚持需求导向、应用牵引，把论文写在产业一线，多个领军企业、科研机构的专利和论文广泛采用耦合多谐振模型，并转化应用。

有着十年企业工作经历的马凯学常年扎根科研一线，带领团队潜心攻关，把家国情怀融入每一次电路调试、每一次理论迭代。他们打破“先成果后转化”的惯性，以产业需求倒逼原始创新，用实际行动诠释爱国、创新、求实、奉献的科学家精神。

如今，这项技术不仅支撑5G通信稳定运行，更助力提前布局6G空天地海一体化通信，为万物智联提供支撑。在天津这片创新沃土上，团队将继续深耕射频芯片领域，用自主创新夯实我国集成电路产业安全基石，让中国“芯”在全球舞台上绽放更强光芒。(天津大学微电子学院)