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北京量子信息科学研究院

北京量子信息科学研究院

北京量子信息科学研究院（简称：量子院），是北京市政府联合中国科学院、北京大学、清华大学等单位在2017年12月24日共同建设的科研机构，地址位于海淀区西北旺东路10号院西区3号楼。院长为薛其坤、向涛。

北京量子信息科学研究院以建设世界一流新型研发机构为目标，采取与国际接轨的治理模式和运行机制，整合北京现有量子物态科学、量子通信等领域骨干力量，引进全球人才，形成结构稳定、学科全面的研究梯队，同时组建技术保障团队，致力于推动量子技术走向实用化、规模化、产业化。2019年，龙桂鲁以“双聘制”形式加入北京量子信息科学研究院，担任该院副院长。2020年，北京量子信息科学研究院博士魏世杰、清华大学博士李行与清华大学物理系教授龙桂鲁合作，开发了一款量子计算机“应用软件”，使量子计算机能够计算分子基态能级和对应的电子结构。2023年，北京量子信息科学研究院在2023中关村论坛上正式发布quafu量子计算云平台。2025年2月，北京量子信息科学研究院与清华大学、北方工业大学相关团队合作，提出单向量子直接通信理论，并成功研制出实用化系统，创造了在104.8km标准光纤通信实验测试中连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输纪录，量子直接通信从理论构想迈向实际应用阶段。

2021年10月，北京量子信息科学研究院被表彰为“第六届全国专业技术人才先进集体”荣誉称号。

发展沿革

2017年12月24日，北京量子信息科学研究院在北京成立。同日，北京量子信息科学研究院理事会举行第一次会议，会议推选了第一届理事会理事，审议通过研究院章程，中国科学院院士薛其坤当选研究院院长。2019年，龙桂鲁以“双聘制”形式加入北京量子信息科学研究院，担任该院副院长。2020年，北京量子信息科学研究院博士魏世杰、清华大学博士李行与清华大学物理系教授龙桂鲁合作，开发了一款量子计算机“应用软件”，使量子计算机能够计算分子基态能级和对应的电子结构。2022年，北京量子信息科学研究院、清华大学龙桂鲁教授团队和陆建华教授团队合作设计和实现了一种相位量子态与时间戳量子态混合编码的量子直接通信新系统，通信距离达到100公里，是世界最长的量子直接通信距离。

2023年，北京量子信息科学研究院在2023中关村论坛上正式发布quafu量子计算云平台。量子计算云平台是量子计算综合性能的展示，以互联网云计算的形式，整合了量子芯片、测控设备、量子操作系统和应用软件为一体，把量子算力提供给研究及测试者，是量子计算走向实用化的全栈式技术和基础。同年3月，利用光频梳技术，北京量子信息科学研究院首席科学家袁之良团队在世界上首次实现开放式架构双场量子密钥分发系统，完成615公里光纤量子密钥分发实验，相当于可在北京与青岛市之间搭起一座密钥分发“安全桥”。新型开放式架构设计更加简洁，能极大节约系统建设成本，助力未来实现在城市间拨打“量子语音电话”。相关研究成果发表于《自然-通讯》。同年6月，北京量子信息科学研究院袁之良团队与南京大学尹华磊合作，首次在实验上实现打破安全码率-距离界限的异步测量设备无关量子密钥分发（也称模式匹配量子密钥分发），成功实现508公里光纤量子通信，以及破纪录的城际密钥率和双光子干涉距离。这一科研成果可满足语音通信等实时加密需求，即可以拨打城际“量子电话”。相关研究成果发表在国际期刊《物理评论快报》上。

2024年，北京量子信息科学研究院联合中国科学院物理研究所、清华大学等团队完成大规模量子云算力集群的建设，实现了五块百比特规模量子芯片算力资源和经典算力资源的深度融合，总物理比特数达到590，综合指标进入国际第一梯队。2025年2月，北京量子信息科学研究院与清华大学、北方工业大学相关团队合作，提出单向量子直接通信理论，并成功研制出实用化系统，创造了在104.8km标准光纤通信实验测试中连续168小时、速率为2.38kbps的稳定传输纪录，量子直接通信从理论构想迈向实际应用阶段。相关成果论文已在学术期刊《科学进展》发表。

机构治理

组建单位

按照部署，北京市政府联合中国科学院、军事科学院、北京大学、清华大学、北京航空航天大学等单位超前谋划、统筹安排、整合资源，借鉴世界发达国家建立国家实验室的组织架构和运行机制，创新体制机制共同建设研究院。

组织架构

在组织架构上，量子院是由北京市政府发起成立的独立法人事业单位，不定机构规格，不核定人员编制。实行理事会领导下的院长负责制，理事会是量子院的决策机构，下设评估委员会和审计委员会，并按照相关规定设立党组织。在运行机制上，量子院积极在人才双聘、存量资源整合、知识产权共享等方面进行体制机制创新，更好地保障量子院的建设和发展。

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管理层

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主要职责

研究院主要工作有：在原始创新方面，要建设量子信息科学技术综合性实验和研发平台，开展科技攻关，产出一批重大原始创新成果，实现前沿技术突破性进展和自主创新能力跨越式提升；在体制机制创新上，探索科研人员产权激励、知识产权保护、科技成果在本地溢出转化等创新政策，充分激发科研人员的动力和活力，将研究院建成世界一流的新型研究机构，承担好“量子信息科学国家实验室”建设任务；在培育人才方面，大力引进全球顶级人才，形成以国际一流科学家为核心的结构稳定、学科全面的研究梯队，同时组建一支由世界级水平工程师组成的技术保障团队。

同时，量子院也会建立存量与新增资源的协同创新、利益共享机制，尝试现有资源虚拟化共享，整合现有资源并提升使用效率。探索建立知识产权共享机制，知识产权形成的收益向一线科研人员倾斜，激发科研人员的积极性，并通过吸引社会资金投入设立量子信息研究与成果转化基金，引入专业化服务机构，推进成果转移转化。

量子院会瞄准国家战略需求，积极承担国家科技创新2030-“量子通信和量子计算机”重大项目等任务，产出一批世界级的重大原始创新成果。同时，探索形成有利于原始创新和成果转化的体制机制，促进更多科研成果在量子院诞生，并推动量子院科研成果在“三城一区”转化落地。

研究目标

瞄准建设世界一流新型研发机构的目标，面向世界量子物理与量子信息科技前沿，采取与国际接轨的治理模式和运行机制，整合北京现有量子物态科学、量子通信、量子计算、量子材料与器件、量子精密测量等领域骨干力量，大力引进全球顶级人才，形成以国际一流科学家为核心的结构稳定、学科全面的研究梯队，同时组建一支由世界级水平工程师组成的技术保障团队，建设顶级实验支撑平台，力争在理论、材料、器件、通信与计算及精密测量等基础研究方面取得世界级成果，并推动量子技术走向实用化、规模化、产业化，通过建立完善的知识产权体系，紧密与产业界结合加速成果转化，实现基础研究、应用研究、成果转移转化、产业化等环节的有机衔接，打造国家战略科技力量。

主要成果

2020年成功推出世界首台实用化量子直接通信样机，率先实现10公里光纤链路每秒4千比特通信速率的量子保密通话；同年，通过编码优化，直接通信距离提升至18公里。

2021年9月，2020年度北京市科学技术奖在2021中关村论坛全体会议上颁奖，北京量子信息科学研究院超导量子计算于海峰研究员发布了长寿命超导量子比特芯片，创造了新的世界纪录。于海峰科研团队对超导量子比特性能进行深入探索，不断优化材料生长和微加工制备工艺，于2021年5月初，成功使量子比特退相干时间达到503微秒，打破了2020年3月由美国普林斯顿大学研究组保持的360微秒的世界纪录。该研究成果有望观测到原来无法观测到的量子过程或现象，为超导量子计算走向实用化打下了坚实的器件基础。

2022年，量子院龙桂鲁团队和清华大学教授陆建华团队合作，设计出相位量子态与时间戳量子态混合编码的新系统，将量子直接通信距离一举刷新至100公里，创下世界纪录。

2023年，研究院袁之良团队与南京大学尹华磊合作，首次在实验上实现打破安全码率-距离界限的异步测量设备无关量子密钥分发（也称模式匹配量子密钥分发），成功实现508公里光纤量子通信，以及破纪录的城际密钥率和双光子干涉距离。

2023年，北京量子院世界首创量子密钥分发新架构，实现615公里光纤量子密钥分发。