（图文：梁志鹏、杨富生、陈嘉汉、邱晨）2024年8月24日，计算机应用研究中心博士生易正中于哈尔滨工业大学（深圳）（以下简称“哈工大（深圳）”）信息楼进行博士学位正式答辩。答辩组成员有中山大学教授、院长助理、中国计算机学会（CCF）量子计算专委会副主任李绿周（答辩组主席），粤港澳大湾区量子科学中心研究员、CCF量子计算专委会常务委员郑盛根，香港中文大学（深圳）助理教授方堃，哈工大（深圳）计算机学院教授、党委书记叶允明，哈工大（深圳）计算机学院教授、副院长卢光明，哈工大（深圳）计算机学院教授、院长助理徐睿峰，哈工大（深圳）计算机学院教授、哈深资产公司董事长、中国人工智能学会常务理事王轩。答辩组秘书为哈工大（深圳）助理教授吴宇琳。
经过一个半小时的答辩，答辩委员会认为易正中所完成的题为“量子信息系统中的纠错技术研究”的学位论文，选题新颖，具有重要的理论意义和实用价值，论文结构完整，叙述清晰，分析深入，数据详实，结论可信。答辩中，易正中很好地回答了委员们提出的问题。答辩委员会认为，论文达到了国家学位条例对博士学位论文的要求，说明易正中具有坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具备独立从事科研工作的能力。最终，答辩委员会一致同意易正中通过博士学位论文答辩，同意其毕业，并建议授予工学博士学位。
图1 易正中回答答辩组委员提问
图2 答辩组成员与易正中合影
（从左至右依次为徐睿峰教授、郑盛根研究员、叶允明教授、李绿周教授、博士生易正中、王轩教授、卢光明教授、方堃助理教授、吴宇琳助理教授）
易正中是计算机应用研究中心培养的第一位量子信息方向博士生，主要研究方向为容错量子计算和量子通信后处理。
当前，物理量子比特的脆弱性所导致的高错误率对于量子信息技术中的量子通信和量子计算的消极影响尤为明显。对量子通信系统而言，物理量子比特的高错误率将严重影响通信结果的可靠性和安全性。对量子计算系统而言，物理量子比特的高错误率导致计算过程的错误率随着量子比特数的增多和量子线路深度的加深而快速积累，严重影响了量子计算系统所输出结果的准确性，阻碍了大规模通用量子计算的实现。纠错技术是处理上述物理量子比特的脆弱性所导致问题的主要方式之一。对于量子通信而言，纠错技术是目前保证通信结果可靠性的必备技术；对于量子计算而言，对所有实验上已实现的物理实现路线，纠错技术几乎是目前迈向通用容错量子计算的必经之路，Google，IBM，微软，中科大等世界范围内的量子计算领先机构都投入了大量的资源对其进行研究。然而，量子通信系统中的纠错技术却引入了较高的延时，限制了系统带宽；量子计算系统的纠错技术面临着高物理比特开销和译码困难等问题。
在此背景下，易正中将博士课题选定为“量子信息系统中的纠错技术研究”。博士在读期间，易正中以一作身份发表JCR一区论文3篇，JCR二区论文2篇，以其他作者身份发表论文5篇，另有4篇论文在投，并已获4项专利授权。在容错量子计算方面，易正中设计了多种新型高码率量子纠错码 -- X-TGRE码，Y-TGRE码，Z-TGRE码，XZ-TGRE码，TGRE-HP码。其中，TGRE-HP码具有0.2的常数编码码率，在当前已证实具有纠错能力的量子纠错码中，此码率为已知最高编码码率。此外，易正中率课题组成员梁志鹏和陈嘉汉，开发出针对量子纠错码的高精度四元BP译码算法--EWAInit-BP译码算法、MBP译码算法、AdaGrad-BP译码算法，以及高精度二元BP译码算法—PDBP和FDBP译码算法，极大地提升了传统BP译码算法对量子纠错码的译码精度，有助于推动量子纠错的工程化实现。在量子密钥分发后处理方面，易正中设计了PCSKEC高效量子密钥纠错协议，以及CQPCQKD高效QKD协议，可降低密钥纠错对QKD系统带宽造成的负面影响。
图3 X-TGRE码，Y-TGRE码和Z-TGRE码的Tanner图递归扩展方式
图4 XZ-TGRE码的校验阵结构
图5 XZ-TGRE码的Tanner图扩展方式
图6 TGRE-HP码的Tanner图
图7 MBP、AdaGrad-BP、EWAInit-BP与传统四元BP的译码精度对比（译码对象为surface code）
图8 纯Pauli Y噪声信道中，PDBP、FDBP译码算法与传统SBP译码算法的精度对比
图9 退极化信道中，PDBP、FDBP译码算法与传统SBP译码算法的精度对比
博士在读期间，易正中积极配合王轩教授投身于量子计算方向的开辟和建设工作。2022年，课题组与深圳市量旋科技成立“哈工大（深圳）-量旋科技量子信息联合研究中心”，致力于容错量子计算的研究。目前，课题组成员已有7人，承接了深圳市技术攻关项目一项，基础研究项目一项，高校稳定支持项目一项，所获总经费达近千万。为吸引及培养量子计算领域人才，课题组从2022年开始，每年都举办量子计算讲习班。2024年，易正中率课题组成员获得CCF第三届“司南杯”量子计算竞赛专业组二等奖，团队排名第6名（共306支参赛队伍）。
图10 易正中为讲习班成员授课
图11 易正中作为团队代表领奖
（审核：王轩）
