陳凱

先後在中國科學院物理研究所(合作導師：吳令安教授，楊國楨院士)，加拿大多倫多大學物理系做博士后(合作導師：Prof. Hoi-Kwong Lo)，德國波恩大學做洪堡學者(合作導師：Prof. Dr. Sergio Albeverio)，德國海德堡大學物理系做博士后及瑪麗居里學者(合作導師：潘建偉教授)。

現任中國科學技術大學教授，博士生導師。

研究方向

研究方向為實驗與理論量子通信與量子信息。作為項目負責人主持中國科學院知識創新工程重要方向性項目“遠距離量子通信中若干關鍵技術的研究”（2008年5月－2011年02月）。作為項目負責人主持國家自然科學基金項目“光量子態的操縱與量子信息處理的若干實驗研究”(2009年1月－2011年12月),“量子糾纏的若干理論研究”(2012年1月－2015年12月)。擬對光量子信息處理中的多光子操控和應用，量子信息理論以及量子糾纏的性質和應用展開深入研究和探索。在量子通信技術方面，將研究現實條件下以及保證通信安全性的情況下，追求更遠的通信距離，更高的通信速率，更好的穩定性和可靠性。將面向推動量子通信朝著實用化和網路化的目標，研究新型通信方案並發展相關關鍵技術。

主要貢獻

1.與合作者成功發展了一種新穎的糾纏源。利用輔助光子的條件檢測和微妙的雙光子相干效應，通過參量下轉換過程得到了穩定強健的糾纏光子源，而無需進行破壞性的光子探測。從而為各種相關的量子協議得以可控的實現奠定了基礎。[Nature Photonics 4, (2010) 549-552, Nature China 等多家媒體進行了報道]。

2.與合作者首次成功實現16km世界上最遠距離的量子隱形傳態，證實了在自由空間進行遠距離量子隱形傳態的可行性[Nature Photonics 4, (2010) 376-381，為2010年6月出版的Nature Photonics封面文章。發表后Physics Today, Physorg, Nature China, 美國大眾科學等多家媒體和網站進行了報道]。

3.與合作者利用商業光纖完成了基於誘騙態的、通信距離20公里的3節點安全量子網路系統，實現了實時網路通話和3方對講功能[Opt. Express. 17, (2009) 6540-6549]。被《Science》以“量子電話呼叫(Quantum Phone Calls)”為題進行了報道。接著英國《Physics World》又以“中國建立了量子網路(China creates quantum network)”為題做了專題報道。中央台CCTV也以“中科大建成世界首個光量子電話網”進行了報道。

4.與合作者首次設計和製備了高亮度、高質量的雙光子、4量子比特cluster態源，完成了Grover搜索演演算法，以及普適量子門的one-way實現的實驗[Phys. Rev. Lett. 99, (2007) 120503 (已被SCI引用71次)]。比前人的結果效率高出4個數量級以上，保真度也大大提高。國外媒體為此進行了專題採訪和報道。

5.與合作者首次對任意兩體量子態其兩個最好的糾纏度量給出了較好估計，評審人認為是糾纏態理論中的重要進展:“…a significant contribution to the theory of entanglement…”[Phys. Rev. Lett. 95, 210501 (2005) (已被SCI引用91次); Phys. Rev. Lett. 95, 040504 (2005) (已被SCI引用57次)]。

6.與合作者首次獨立提出用decoy-state方法來進行長距離安全量子通信的系統理論和方案[Phys. Rev. Lett. 94, 230504 (2005)]。英國《新科學家》以“用誘騙量子態產生不可破解的密碼”為題做了專題報道，並認為是近期關於此方向研究的重大突破。國際上多家媒體進行了報道。2007年初，國際上的三個實驗小組採用該方案獨立地實現了超過百公里的安全量子密鑰分發，其結果同時發表在同一期的Phys. Rev. Lett.上，最近國內外多個研究小組又進一步實驗上發展和實現了我們的方案。(已被SCI引用252次)

7.與合作者首次提出關於判別量子糾纏態的矩陣拉直法及其多體推廣，並被國際權威同行學者在綜述文章中以專門篇幅介紹，已成為此領域研究的最重要結果之一[Quant. Inf. Comput. 3, (2003) 193-202 (已被SCI引用141次); Phys. Lett. A 306, (2002) 14-20(已被SCI引用42次)]。

論文專著

1)Qudit hypergraph states and their properties - Phys. Rev. A - 2018 - 97 (2018) 012323

2)One-sided measurement-device-independent quantum key distribution - Phys. Rev. A - 2018 - 97 (2018) 012313

3)Quantum State Transfer from a Single Photon to a Distant Quantum-Dot Electron Spin - Phys. Rev. Lett. - 2017 - 119 (2017) 060501

4)Optimized detection of steering via linear criteria for arbitrary-dimensional states - Phys. Rev. A - 2017 - 95 (2017) 032128

5)Efficient linear criterion for witnessing Einstein-Podolsky-Rosen nonlocality under many-setting local measurements - Phys. Rev. A - 2017 - 95 (2017) 012142

6)Nonlocal games and optimal steering at the boundary of the quantum set - Phys. Rev. A - 2016 - 94 (2016) 022116

7)Certifying Einstein-Podolsky-Rosen steering via the local uncertainty principle - Phys. Rev. A - 2016 - 93 (2016) 012108

8)Experimental multiplexing of quantum key distribution with classical optical communication - Applied Physics Letters - 2015 - 106 (2015) 081108

9)Randomness expansion with a one-sided trusted device - Phys. Rev. A - 2015 - 91 (2015) 052308

10)Genuine High-Order Einstein-Podolsky-Rosen Steering - Phys. Rev. Lett. - 2015 - 115 (2015) 010402

11)基於半導體量子點的單光子源：原理、實現和前景 - 中國科學：信息科學 - 2014 - 44 (2014) 394-409

12)Direct and full-scale experimental verifications towards ground–satellite quantum key distribution - Nature Photonics - 2013 - 7 (2013) 387–393

13)Experimental Demonstration of Counterfactual Quantum Communication - Phys. Rev. Lett. - 2012 - 109 (2012) 030501

14)Experimental Free-Space Quantum Teleportation - Nature Photonics - 2010 - 4 (2010) 376-381

15)Experimental Demonstration of a Heralded Entanglement Source - Nature Photonics - 2010 - 4 (2010) 549-552

16)Verifying Genuine High-Order Entanglement - Phys. Rev. Lett. - 2010 - 105 (2010) 210504

17)Metropolitan all-pass and inter-city quantum communication network - Optics Express - 2010 - 18 (2010) 27217-27225

18)Decoy-state quantum key distribution with polarized photons over 200 km - Optics Express - 2010 - 18 (2010) 8587-8594

19)Field test of a practical secure communication network with decoy-state quantum cryptography - Optics Express - 2009 - 17 (2009) 6540-6549

20)Long-distance quantum teleportation assisted with free-space entanglement distribution - Chinese Physics B - 2009 - 18 (2009) 3605-3610

21)Experimental determination of entanglement for arbitrary pure states - Phys. Rev. A - 2009 - 80 (2009) 032320

22)Multistage Entanglement Swapping - Phys. Rev. Lett. - (2008) - 101 (2008) 080403

23)Entanglement of formation and concurrence for mixed states - Front. Comput. Sci. China, - 2008 - 2 (2008) 114–128

24)Experimental Realization of One-Way Quantum Computing with Two-Photon Four-Qubit Cluster States - Phys. Rev. Lett. - 2007 - 99 (2007) 120503

25)Multi-partite quantum cryptographic protocols with noisy GHZ states - Quantum Information and Computation - 2007 - 99 (2007) 689

26)Two-Setting Bell Inequalities for Many Qubits - Phys. Rev. A - 2006 - 74 (2006) 050101(R)

27)Decoy state quantum key distribution with two-way classical post-processing - Phys. Rev. A - 2006 - 74 (2006) 032330

28)Concurrence-based entanglement measure for Werner States - Reports on Mathematical Physics - 2006 - 58 (2006) 325-334

29)Decoy State Quantum Key Distribution - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 94 (2005) 230504

30)Entanglement of Formation of Bipartite Quantum States - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 95 (2005) 210501

31)Concurrence of Arbitrary Dimensional Bipartite Quantum States - Phys. Rev. Lett. - 2005 - 95 (2005) 040504

32)Conference Key Agreement and Quantum Sharing of Classical Secrets with Noisy GHZ states - Proc. 2005 IEEE International Symp. Inform. Theory - 2005 - (2005) 1607-1611

33)Test for entanglement using physically observable witness operators and positive maps - Phys. Rev. A - 2004 - 69 (2004) 022312

34)The generalized reduction criterion for separability of quantum states - Phys. Rev. A - 2003 - 68 (2003) 062313

35)A matrix realignment method for recognizing entanglement - Quantum Information and Computation - 2003 - 3 (2003) 193-202

36)The generalized partial transposition criterion for separability of multipartite quantum states - Phys. Lett. A - 2002 - 306 (2002) 14-20