中文摘要：

(1)提出的研究连续变量非定域性的“准自旋方法”被《现代物评论》综述作为目前国际上研究该问题的两个代表性理论之一加以介绍，并获得一个美国小组的实验验证，该工作至今总引用92次；(2)给出了著名的GHZ定理的两粒子推广，首次利用超纠缠概念给出量子定域性的全新论证，并由两个实验小组独立地检验了该理论，推动了超纠缠的后续实验研究；(3)在多光子纠缠操纵及其在量子计算与模拟中的应用方面取得系列重要进展，成果包括3篇《物理评论快报》、2篇《自然》子刊和1篇PNAS；(4)提出了一种容错的量子中继器方案，在干涉仪稳定性方面比著名的DLCZ方案改进了至少7个数量级，其中关键步骤已被实验实现；(5)领导的实用化量子通信研究小组成为国际上率先报道具有实用价值的量子密码网络系统的两个小组之一并成功应用于国庆阅兵；(6)作为主要撰稿人之一，应邀为权威综述杂志《现代物理评论》撰写关于多光子操纵的长篇综述。

结论摘要：

自上世纪九十年代中期以来，由于在量子密钥分发、量子态隐形传输和量子计算等研究方向上取得的一系列理论和实验上的重大突破，量子信息科学已成为物理学最为活跃的分支之一。在量子信息科学中，光子的量子调控始终扮演着重要的角色，但要真正实现大尺度的量子信息处理，尚面临许多技术难点与瓶颈问题需要克服，如多光子数的纠缠操纵、高速长距离量子密码分发技术等。 本项目实施过程中，共发表SCI论文17篇（含1篇已接受、2篇2011年下半年论文）。代表性成果如下 1．作为主要撰稿人和通信作者之一被权威的物理综述期刊Rev. Modern Phys. 邀请撰写的关于多光子量子态操纵的综述于2012年发表，共62页，全面综述了关于多光子纠缠及其在量子信息与量子基本问题研究中的最新进展。目前已被引用超过200次。 2．在量子通信理论与实验方面取得重要进展。（1）提出了一个可以在百公里量级分发后选择多光子纠缠态并进行多方量子通信的实用化方案，在实用化、远距离多方量子通信方面迈出了重要的一步。成果发表于Phys. Rev. Lett.。（2）提出了量子数字签名协议并证明了其安全性，克服了现有工作的所有不合理或不现实假定，可被现有的用于量子密码的类似技术实现。（3）韩国学者Noh [Phys. Rev. Lett. 103, 230501 (2009)]提出一种“反事实量子密码”理论，使得光子似乎不需要在信道中传输即可产生安全的密码，我们成功地实验实现了该理论方案[Phys. Rev. Lett. 109, 030501 (2012)]，演示了“反事实量子效应”的又一个新奇应用。 3．与国外同行合作，将拓扑量子计算和量子纠错理论结合在一起，利用具有拓扑性质的八光子簇态，在世界上首次成功实现了拓扑量子纠错[Nature 482, 489 (2012)]。 4．在量子通信实用化方面继续取得进展，实现了1.25 GHz的通信波段单光子探测；实现了量子信道、经典通信信道和同步信号的复用技术[Appl. Phys. Lett. 106, 081108 (2015)]。