基本情况

薛正远，研究员，博士生导师, 物理学院 副院长

Email：zyxue at scnu.edu.cn

通讯地址: 广州市番禺区大学城华南师范大学物理学院 510006

常年招聘青年英才和博士后，详见招聘公告；

每年招收基地班本科生、物理学专业硕博研究生。

研究方向

固态量子计算、拓扑量子模拟，即利用量子光学中光与物理相互作用的一般理论，调控量子点/超导量子线路中的相互作用哈密顿量，应用于量子计算和量子模拟的研究。主要关注量子门及其物理实现，量子优化控制，量子错误抑制，量子纠错、拓扑量子模拟等研究领域。在Physical Review Letters发表论文 6 篇，Physical Review系列论文50余篇，部分成果详见 主要科研论文。

Keywords: Quantum gates, Geometric Phases, Quantum Error Correction, Quantum Error Mitigation,

Circuit QED, Superconducting/ Semiconductor qubits

研究组在读学生

硕博连读生：2019级：贺郅程；2020级：谢旭丹，刘启沛；2022级：梁铭杰，朱媛珂

博士生：2024级：郭绮琪

硕士生：2022级：胡佳琪，孙守岳 ;  2023级：邓柏讯，杜欣莹，林婷，王乐川，邹俊; 

              2024级：崔非凡，洪颖，李泽，曾凤琴

基地班本科生：21级：高静，陈永森；22级：秦子豪，袁义涵；23级：曾佳全；

科研项目

[6] 2023.01-2026.12，国家自然科学基金（面上）：强鲁棒的几何量子计算理论及其在超导量子电路的物理实现研究

[5] 2021.11-2026.10，科技部重大项目（子课题）：硅基量子点量子计算研究

[4] 2019.01-2023.12，广东省重大科技专项（子课题）：基于超导量子芯片的专用量子计算机研发

[3] 2019.01-2022.12，国家自然科学基金（面上）：基于线路量子电动力学的容错量子计算研究 

[2] 2013.01-2017.08，科技部重大项目（子课题）：基于自旋量子调控的固态量子计算研究

[1] 2011.01-2013.12，国家自然科学基金（青年）：几何与拓扑相位及其在容错量子计算中的应用

教学与教研

课程教学

2022年至今，《物理学导论》，秋季学期，本科生课程

2022年至今，《物理学前沿讲座》，秋季学期，研究生课程

2018年至今，《量子信息学》，秋季学期，本研课程

2021-2022年，《原子物理学》，《原子物理前沿研讨》，本科生课程

2010-2017年，《量子力学》，本科生课程

教学成果奖

2025，校级教学成果（本科）一等奖，“驱动—筑基—实战”三阶跃升的物理学拔尖学生创新潜质培育路径探索与实践

2025，校级教学成果（研究生）一等奖，“双融双促”的物理学研究生创新能力培养体系构建与实践

2023，校级教学成果（本科）二等奖，高原之上铸高峰：物理学“三制三化”拔尖人才培养体系构建及实践

教研项目

2024，参与，广东省思想政治教育课题，新质生产力视角下高校拔尖创新人才组织育人实施路径研究（2024GXSZ023）

2022，参与，教育部基础学科拔尖学生培养计划研究课题，物理拔尖学生培养的内外需求冲突和解决路径（20222152）

2019，主持，校级质量工程项目，全英课程—《量子力学》

学术兼职

中国物理学会 教学委员会 委员

《Chip》期刊编委；《Frontiers of Physics》青年编委

期刊审稿人：Phys. Rev. Lett., Nat. Commun., Rep. Prog. Phys., Phys. Rev.系列 ...

            Natl. Sci. Rev., Sci. Bull., Chin. Phys. Lett., Sci. China 系列...

部分研究论文

综述论文

[2] Nonadiabatic holonomic quantum computation and its optimal control,

      Y. Liang, P. Shen, T. Chen, and Z.-Y. Xue*, Sci. China Inf. Sci. 66, 180502 (2023).

[1] Topological photonics on superconducting quantum circuits with parametric couplings, 

      Z.-Y. Xue* and Y. Hu*, Adv. Quantum Technol. 4, 2100017 (2021).

实验合作

Ultrahigh-precision Hamiltonian parameter estimation in a superconducting circuit,

S. Li#,  D.-J. Pan#,  Y.-K. Zhu#, J.-L. Zhou, W.-C. Liao, W.-X. Zhang, Z.-T. Liang, Q.-X. Lv, H. Yu, 

Z.-Y. Xue*, H. Yan*, and S.-L. Zhu*, Phys. Rev. Lett. 132, 250204 (2024).

Experimental implementation of noncyclic and nonadiabatic geometric quantum gates in a superconducting circuit, 

Z. Ma#, J. Xu#, T. Chen#, Y. Zhang, W. Zheng, D. Lan, Z.-Y. Xue*, X. Tan*, and Y. Yu, 

Phys. Rev. Appl. 20, 054047 (2023).

Experimental realization of nonadiabatic holonomic single-qubit quantum gates with two dark paths in a trapped ion,

M.-Z. Ai#, S. Li#, R. He, Z.-Y. Xue*, J.-M. Cui*, Y.-F. Huang*, C.-F. Li*, and G.-C. Guo, 

Fundam. Res. 2, 661-666 (2022).

Experimental demonstration of swift analytical universal quantum gates on nearby transitions,

Y. Li#, Z.-C. He#, X.-X. Yuan#, M. Zhang, C. Liu, Y.-X. Wu, M. Zhu, X. Qin, 

Z.-Y. Xue*, Y. Lin*, and J.F. Du*, Phys. Rev. Appl. 18, 034047 (2022).

Experimental realization of nonadiabatic holonomic single-qubit quantum gates with optimal control in a trapped ion,

M.-Z. Ai, S. Li, Z. Hou, R. He, Z.-H. Qian, Z.-Y. Xue*, J.-M. Cui*, Y.-F. Huang*, C.-F. Li*, and G.-C. Guo, 

Phys. Rev. Appl. 14, 054062 (2020).  [Time cited: 53]

Experimental implementation of universal nonadiabatic geometric quantum gates in a superconductingcircuit,

Y. Xu#, Z. Hua#, T. Chen#, X. Pan, X. Li, J. Han, W. Cai, Y. Ma, H. Wang, Y. P. Song, Z.-Y. Xue*, and L. Sun*,

Phys. Rev. Lett. 124, 230503 (2020). [Time cited: 105]

Observation of topological magnon insulator states in a superconducting circuit,

W. Ca, J. Han, F. Mei*, Y. Xu, Y. Ma, X. Li, H. Wang, Y. P. Song, Z.-Y. Xue, Z.-q. Yin, S. Jia, and L. Sun*, Phys. Rev. Lett. 123, 080501 (2019).   [Time cited: 97]

Single-loop and composite-loop realization of nonadiabatic holonomic quantum gates in a decoherence-free subspace, 

 Z. Zhu#, T. Chen#, X. Yang, J. Bian, Z.-Y. Xue*, and X.H. Peng*, 

Phys. Rev. Appl. 12, 024024 (2019). [Time cited: 84]

Single-loop realization of arbitrary non-adiabatic holonomic single-qubit gates in a superconducting circuit,

Y. Xu, W. Cai, Y. Ma, X. Mu, L. Hu, T. Chen, H. Wang, Y. P. Song, Z.-Y. Xue*, Z.-q. Yin*, and L. Sun*, 

Phys. Rev. Lett. 121, 110501 (2018).  [Time cited: 139]

Perfect quantum state transfer in a superconducting qubit chain with parametrically tunable couplings,

X. Li#, Y. Ma#,  J. Han, T. Chen, Y. Xu, W. Cai, H. Wang, Y. P. Song, Z.-Y. Xue*, Z.-q. Yin*, and L. Sun*, 

Phys. Rev. Appl. 10, 054009 (2018).  [Time cited: 133]

理论研究

Experimental proposal on non-Abelian Aharonov-Bohm caging effect with a single trapped ion, 

Z. Liu, W. Yao, S. Li, Y. Li, Y. Li, Z.-Y. Xue*, and Y. Lin*, Chin. Phys. Lett. 42, 060501 (2025).

High-fidelity initialization of a logical qubit with multiple injections, 

Z.-C. He and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. A 111, 052419 (2025).

Robust holonomic quantum gates via cyclic evolution protection, 

Y. Liang, T Chen*, and Z.-Y. Xue*, APL Quantum 2, 016120 (2025). 

Error-mitigated geometric quantum control over an oscillator, 

M.-J. Liang, T Chen*, and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 23, 024033 (2025). 

Scalable protocol to mitigate ZZ crosstalk in universal quantum gates, 

Y. Liang, M.-J. Liang, S. Li, Z. D. Wang*, and Z.-Y. Xue*,Phys. Rev. Appl. 21, 024016 (2024).

Nonadiabatic geometric quantum gates with on-demand trajectories, 

Y. Liang and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 21, 064048 (2024). 

Error mitigated initialization of surface codes with non-Pauli stabilizers, 

Z.-C. He and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. A 110, 052441 (2024). 

Determining a non-Hermitian parent Hamiltonian from a single eigenstate, 

X.-D. Xie, Z.-Y. Xue*, and D.-B. Zhang*, Phys. Rev. B 110, 235113 (2024).

State-independent nonadiabatic geometric quantum gates, 

Y. Liang#, P. Shen#, L.-N. Ji, and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 19, 024051 (2023).

Composite short-path nonadiabatic holonomic quantum gates, 

Y. Liang#, P. Shen#, T. Chen, and Z.-Y. Xue*,Phys. Rev. Appl. 17, 034015 (2022).

Path-optimized nonadiabatic geometric quantum computation on superconducting qubits, 

C.-Y. Ding, L.-N. Ji, T. Chen*, and Z.-Y. Xue*, Quantum Sci. Technol. 7, 015012 (2022). 

Dynamically corrected nonadiabatic holonomic quantum gates, 

S. Li and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 16, 044005 (2021).

High-fidelity and robust geometric quantum gates that outperform dynamical ones, 

T. Chen and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 14, 064009 (2020).

Fast holonomic quantum computation on superconducting circuits with optimal control, 

S. Li, T. Chen, and Z.-Y. Xue*, Adv. Quantum Technol. 3, 2000001 (2020). [Time cited: 59]

Plug-and-Play Approach to Nonadiabatic Geometric Quantum gates,  

B.-J. Liu, X.-K. Song, Z.-Y. Xue*, X. Wang*, and M.-H. Yung*, Phys. Rev. Lett. 123, 100501 (2019).  [Time cited: 148]

Nonadiabatic geometric quantum computation with parametrically coupled transmons, 

T. Chen and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. Appl. 10, 054051 (2018).  [Time cited: 78]

Implementing universal nonadiabatic holonomic quantum gates with transmons, 

Z.-P. Hong#, B.-J. Liu#, J.-Q. Cai#,  X.-D. Zhang*, Y. Hu, Z. D. Wang, and Z.-Y. Xue*,

Phys. Rev. A 97, 022332 (2018). [Time cited: 74]

Nonadiabatic holonomic quantum computation with dressed-state qubits, 

Z.-Y. Xue*,  F.-L. Gu, Z.-P. Hong, Z.-H. Yang, D.-W. Zhang, Y. Hu*, and J. Q. You*,

Phys. Rev. Appl. 7, 054022 (2017).  [Time cited: 86]

Nonadiabatic holonomic quantum computation with all-resonant control,

Z.-Y. Xue*, J. Zhou*, Y.-M. Chu, and Y. Hu*, Phys. Rev. A 94, 022331 (2016). [Time cited: 68]

Universal holonomic quantum gates in decoherence-free subspace on superconducting circuits,

Z.-Y. Xue*, J. Zhou, and Z. D. Wang, Phys. Rev. A 92, 022320 (2015). [Time cited: 121]

研究组本科生一作论文

[4] Unconventional geometric quantum computation robust to residual crosstalk in a superconducting circuit, 

Ying Hong, Fei-Fan Cui, Zi-Hao Qin, Z.-Y. Xue*, and T. Chen*, Phys. Rev. Appl. 22, 064095 (2024).

[3] Time-optimal universal quantum gates on superconducting circuits, 

Ze Li, M.-J. Liang, and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. A 108, 042617 (2023).

[2] Robust nonadiabatic geometric quantum computation by dynamically correction, 

Ming-Jie Liang and Z.-Y. Xue*, Phys. Rev. A 106, 012603 (2022).

[1] Fast quantum state transfer and entanglement for cavity-coupled many qubits via dark passages,

Yi-Xuan Wu, Zi-Yan Guan, S. Li, and Z.-Y. Xue*, Front. Phys. 17, 42507 (2022).

研究组前组员

2025

博士生：贺郅程，； 

硕士生：胡佳琪，中学教师，深圳；孙守岳，延边大学读博；

本科生：高静，保研（北航）；陈永森，中学教师，广州；

2024

博士后：刘佳，粤港澳大湾区量子科学中心 副研究员

博士生：沈普，汉江师范学院讲师； 

硕士生：陈玥，中学教师，深圳；吴晓霞，中学教师，深圳；吴奕璇，中学教师，广州；

本科生：洪颖，本校保研；崔非凡，本校保研；

 2023 

博士生：梁艳，广西师范大学讲师 (2023)；冀丽娜，华南师大博士后 (2023)

硕士生：刘晓庆，中学教师，无锡；袁伟平，百度量子北京，物理所读博（2024）；

本科生：林婷，本校读研；刘昕鑫，浙江大学读研；李泽，本校读研（2024）；谢扬，SIT读研（2024）

2022

博士生：丁成赟，安庆师范大学讲师 (2022)；李赛，华南师大特聘副研究员 (2022)

硕士生：陈梅雅，中学教师，厦门；

本科生：梁铭杰，本校保研（2022），硕博连读（2024）

2021

博士后：张程贤，广西大学副教授 (2021)

博士生：陈涛，香港大学博士后 (2021)；华南师大特聘研究员 (2022) 

硕士生：薛静，中学教师，成都；谢文鑫

本科生：吴奕璇，本校保研；官紫妍，保研（华南理工大学）