1.中国科学技术大学在量子纠错领域达到关键里程碑；
2.中山大学陈立教授团队在中短码系列研究取得新进展；
3.西安交大材料学院与港理工、北理工合作在铁电储能方向取得进展；
1.中国科学技术大学在量子纠错领域达到关键里程碑；
中国科学技术大学教授潘建伟、朱晓波、彭承志和副教授陈福升等，基于超导量子处理器“祖冲之3.2号”在码距为7的表面码上实现了低于纠错阈值的量子纠错，演示了逻辑错误率随码距增加而显著下降。这一成果标志着我国达到了“低于阈值，越纠越对”的关键里程碑，并开辟了一条较美国谷歌公司更为高效的“全微波控制”新路径，为未来大规模容错量子计算奠定关键技术基础。12月22日，该成果以封面论文和“编辑推荐”的形式发表于国际学术期刊《物理评论快报》，美国物理学会《物理》栏目进行专题报道。
实现容错通用量子计算机的必要条件是通过量子纠错抑制量子比特的错误率以满足大规模集成的要求。表面码是目前最成熟的量子纠错方案之一。然而，量子纠错需要引入大量额外的量子比特和量子门操作，导致更多的噪声源和错误通道。如果物理量子比特的原始错误率过高，增大纠错码距带来的额外错误反而会淹没纠错带来的收益，导致“越纠越错”。其中，“泄漏错误”尤为致命——随着系统规模的扩大，泄漏错误的累积效应将成为阻碍纠错性能提升的主要瓶颈。因此，如何使系统的整体操控精度突破一个严苛的“纠错阈值”，从而实现“越纠越对”的量子纠错，是衡量量子计算系统能否从实验室原型走向实用化的关键分水岭。
在前期研究基础上，中国科学技术大学团队基于107比特“祖冲之3.2号”量子处理器，提出并成功实践了一种全新的“全微波量子态泄漏抑制架构”。研究团队结合全微波量子态泄漏抑制架构，实现了码距为7的表面码逻辑比特。实验结果显示，逻辑错误率随码距增加显著下降，错误抑制因子达到1.4，证明了系统已工作在纠错阈值之下，成功达到了“越纠越对”的目标。（记者吴长锋）
2.中山大学陈立教授团队在中短码系列研究取得新进展；
【责任编辑:周靖杰】
中山大学陈立教授团队在中短码系列研究中取得了重要进展，实现了BCH码的免高斯消元分阶统计译码（OSD），未来可望应用于超高可靠低时延通信（URLLC）赋能的各种工业场景。此研究成果最近以题为《Efficient Ordered Statistics Decoding of BCH Codes Without Gaussian Elimination》发表于信息论领域顶级期刊IEEE Transactions on Information Theory，论文第一、二、三作者为杨立佳、赵建国、李锡浩（分别为学院20级、21级和22级研究生），陈立教授为通信作者。
从工业自动化到无人驾驶，从智慧医疗到扩展现实，无线通信技术的进步将众多创新应用蓝图化为现实，其中，信道编码扮演着核心使能角色，它确保了信息在无线信道高效可靠的传输。在“智能互联”的6G网络中，信息传输不仅追求超高可靠，更追求低时延低功耗等特性。为此，码长从几十至一千比特间的中短长度信道编码成为确保“智能互联”的关键技术。其中，经典的BCH码因其优异的代数性质和纠错能力，近年重燃学术界的再次探究，并受到工业界的广泛关注，最新研究表明采用OSD译码，BCH码不仅可逼近甚至达到最大似然(ML)译码性能，更可逼近有限码长传输速率。
OSD译码是一种针对线性分组码的通用译码器。它通过对接收符号中的最可靠的独立位置进行有限翻转形成测试信息向量，进行重编码得到一系列的候选码字，从而选出似然度最高的码字作为译码输出。当翻转阶数足够大时，OSD译码可以逼近ML译码。其中，重编码所需的系统型生成矩阵需通过高斯消元计算获得，产生了难以克服的时延瓶颈。针对此难题，陈立教授团队另辟蹊径，巧妙地利用BCH码是Reed-Solomon (RS) 码的二元子码这一特性，提出了通过RS码的系统型生成矩阵来产生BCH候选码字的新方法。RS码的系统型生成矩阵能够通过拉格朗日插值多项式全并行生成，使译码不再依赖高斯消元计算，彻底消除了时延瓶颈。这种全新的OSD译码算法称为低时延OSD（LLOSD）译码。
陈立教授长期从事信道编码理论和技术研究，近年带领团队探索优异中短码的设计与译码，陆续在U-UV码构造与译码、多元循环码的移加译码等方面取得突破。2022年，团队在IEEE信息论研讨会ITW 发表了题为《Low-Latency Ordered Statistics Decoding of BCH Codes》的文章，提出了上述针对BCH码的LLOSD译码，首次展现优化OSD译码复杂度和时延的效果。随后，团队通过更深入的研究发现，LLOSD译码产生候选码字的过程可以被等价视作将一个打孔BCH码字进行的系统型再编码，不仅使多元域的重编码计算可完全转化为更简单的二元域计算，更从译码解集大小的角度解释了LLOSD译码的低复杂度特性。为了进一步加速长度为200比特以上的BCH码译码，团队有机结合了代数Chase译码和LLOSD译码，提出更高效的混合软译码（HSD），前者可为后者提供更准确的翻转图样，抑制LLOSD译码翻转阶数，拓展了这类通用译码器的施效码长区间。上述系统性成果最终发表于2025年11月的IEEE Transactions on Information Theory期刊上。
图 1 HSD译码的流程图
图1展示了HSD译码的流程图，值得指出的是代数Chase译码和LLOSD译码共享了大量插值计算，为低复杂度译码架设了前提。图2比较了(255, 233) BCH码的OSD、LLOSD、PLCC （progressive low-complexity Chase，渐进低复杂度Chase）和HSD译码性能和复杂度，可以看到HSD译码对处理长度为200比特以上的较高码率BCH码展现出优异的性能（误码率性能更好，复杂度更低）。
目前科研团队正在进一步研究BCH码的逐次消元列表（SCL）译码，为中短码长的BCH码提供更多高效的译码器，以适应不同URLLC应用场景的需求。
图 2 (255, 233) BCH码的OSD、LLOSD、PLCC和HSD译码性能和复杂度比较
·导师简介·
陈立，中山大学教授、博导，广东省空天地海一体化网络工程实验室主任，IEEE信息论学会广州分会主席，中国电子学会信息论分会委员，中国通信学会青年工作委员会副主任委员、通信理论与信号处理委员会、信息通信及安全数学理论委员会委员，IEEE Transactions on Information Theory副主编，国家级一流课程《信息论与编码》负责人，广东省科普讲师团成员。曾任IEEE信息论学会理事会理事、会议委员会主席（2022-2024），IEEE Transactions on Communications副主编（2018-2023）。研究方向：信息论，编码理论与技术等。陈立教授共发表高质量SCI期刊文章与国际顶级会议文章百余篇，主持了5项国家自然科学基金项目、多项省部级纵向项目和华为技术有限公司横向合作项目。陈立教授参与多个国际学术会议的组织工作，2018 年作为大会共同主席在广州举办了IEEE信息论研讨会(ITW)，2026年将在广州举办IEEE信息论年会（ISIT）。
3.西安交大材料学院与港理工、北理工合作在铁电储能方向取得进展；
随着可再生能源、电动汽车和便携式电子设备的快速发展，高效、快速充放电的储能器件成为关键技术瓶颈之一。介电电容器因其超快响应速度（微秒级）和长循环寿命，成为高功率密度储能系统的理想选择。然而，目前高性能电容器仍严重依赖含铅材料（如PLZT），其毒性强、环境污染大、供应链受限，严重制约了可持续发展。
近年来，无铅钙钛矿材料（如钠铌酸盐NaNBO3）被视为理想替代品，但以往研究多依赖复杂掺杂与贵金属添加，成本高、工艺复杂，且性能仍难以与铅基材料媲美。如何在保持高性能的同时实现绿色、低成本制备，成为该领域亟待攻克的核心难题。
近日，西安交通大学与香港理工大学、北京理工大学等多机构联合团队在材料学顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）上发表题为《多极序工程实现无铅储能钙钛矿近乎理想效率》（Multi-Polar Order Engineering Enables Near-Ideal Efficiency in Lead-Free Energy Storage Perovskite）的研究论文。该研究通过多极序工程策略，成功设计出一种新型无铅钙钛矿材料NN-xBCS，在效率（η ≈ 95%）和能量密度（12 J cm-3）上刷新纪录，超越了商用含铅材料PLZT，且具备优异的温度稳定性和超快放电响应（<32 ns）。
该研究不仅实现了性能突破，更首次在储能介电材料中揭示了亚埃尺度电子极化的关键作用，通过同步辐射X射线吸收谱与原子分辨电镜，直观呈现了电子云形变如何调控离子性与键合状态，为今后介电材料设计提供了全新的微观机制视角。
图1. 用于高效介电储能的多极序工程策略。a) 基于相场模拟的性能优化，涵盖畴结构（极性纳米区）、原子构型（B位位移矢量）、电子极化（亚埃级电子云位移）和晶体结构（调制畸变）。b) 通过化学调控（弛豫时间统一）重构电学微结构。c) 实现了高体积效率和快速响应速度，适用于下一代电动汽车电力电子器件。
多尺度协同设计，实现从原子到器件全面提升性能。研究团队通过相场模拟指导纳米/微米极性区域设计，构建了高度可逆的极性纳米区（HRPNR），有效延缓极化饱和、提升击穿电场。同时，在原子尺度通过多元阳离子策略（Ba/Ca/Sr/Zr/Ti）调控结构畸变与电子态，增强了材料的结构稳定性和绝缘性能。
首次揭示“电子云极化”的关键作用。通过同步辐射X射线吸收谱（XAS）与高角环形暗场扫描透射电镜（HAADF-STEM），研究团队首次在介电材料中观测到亚埃级电子云位移，并证明其通过增强Nb–O键离子性、均匀化键长分布，显著提升了极化切换速度与储能效率。
图2. x = 0.16的原子级极性特征和NN-xBCS的电子结构。
电学微结构重构，实现“统一弛豫时间”。通过原位阻抗谱与弛豫时间分布分析，研究团队发现优化后的材料呈现出电阻-电容网络响应统一化的特征，即不同区域的弛豫时间趋于一致，这极大提升了材料的整体击穿强度和充放电效率。
全工业级原料，低成本、可扩展制备。NN-xBCS采用全工业级前驱体制备，无需稀土或贵金属添加剂，大幅降低材料成本，且工艺与传统陶瓷烧结兼容，具备规模化生产潜力。
优异的热稳定性与超快放电能力。在25–150℃温度范围内，材料的放电能量密度波动<9.3%，峰值电流波动<4%，表现出极强的环境适应性。在200 Ω负载下，90%能量在31.3 ns内释放，适用于电动车电源系统等高功率应用场景。
本工作的第一作者是香港理工大学博士后研究员樊咏博，材料学院武海军教授为共同通讯作者。本项研究工作得到了西安交通大学分析测试中心在电镜微结构表征方面的支持。
