USTC IonQNet Group 依托离子体系的长相干时间和高保真量子操控，开展紧聚焦光场驱动的量子逻辑门与声子调控研究，发展兼具高效率和高带宽的微腔光子接口，并构建连接不同物理体系的混合量子网络。
我们的目标是推动量子网络与分布式量子计算走向实用化。
我们首先通过双侧紧聚焦光束实现低串扰寻址，随后利用光学 Magnus 效应，将拉曼纠缠门简化为单侧寻址，成果发表于 PRL（2025）。结合以离子为探针的原位像差校正，以及频谱更为稀疏的轴向运动模式，我们发展兼具低串扰、高保真度和灵活寻址潜力的量子操控。进一步利用光镊重塑晶体中的声子模式，是我们直接在更大离子晶体中提高量子门保真度的研究方向。
我们利用短光纤微腔的小模体积增强离子—腔耦合，在兼顾带宽的同时提高光子提取效率。围绕 Ba⁺ 离子节点，我们自主发展光纤凹镜加工和模式匹配技术，通过金属屏蔽腔镜抑制运动加热，通过稳定锁腔与快速调谐保持接口运行，并利用腔输出探测离子运动。从光纤腔器件到离子阱集成，这些工作共同服务于高带宽、高效率的远程量子连接。
离子阱提供长相干、高保真的量子操控，稀土掺杂晶体提供多模光量子存储。我们通过保偏频率转换，将镱离子的 369.5 nm 光子转换到 Eu:YSO 存储器的 580 nm 波段，与合作团队实现了相隔 75 m 的离子—固态存储器纠缠，并通过量子态层析与 Bell 不等式检验表征这一异构链路。未来，我们将进一步开发离子与中性原子系统的接口，推进跨物理体系的协同分布式量子计算。