2018年，我室完成的科研成果《固态单自旋量子相干控制与精密测量实验研究》被教育部授予“高等学校科学研究优秀成果奖”自然科学类一等奖。我室杜江峰、石发展、荣星、王鹏飞、段昌奎为该奖项的5位完成人。

多年来我室面向国家在量子信息科学技术领域的重大需求，对基于金刚石色心单自旋体系的量子相干控制和精密测量，开展了基础性、前瞻性和战略性的实验研究，取得了一批国际一流的原创研究成果，在国际学术界取得重要影响。此次获奖项成果的主要科学发现包括：

一、实现高精度的固态单自旋量子控制。量子信息技术的核心基础是量子控制。由于噪声的影响，量子控制极易发生错误，导致结果的不正确。如何克服这些不利影响，是这一领域公认的难题。我室瞄准高精度量子控制这一重大挑战，针对金刚石色心固态单自旋体系中两大主要噪声来源——环境诱导退相干和控制场噪声，发展了有效应对办法，在抑制噪声的高精度量子控制研究上取得系统性的创新研究成果。先后完成“实现能够抑制环境诱导退相干效应的高保真度量子逻辑门”、“实现能够抑制控制场噪声的基于Landau-Zener隧穿的时域拉比振荡”、“实现同时抑制两种噪声的室温固态自旋量子控制”等研究成果，保持着这一体系最高精度水平量子控制的世界纪录。这方面成果为今后实现大规模、实用化的容错量子计算奠定了基础，也是取得以下第二项重要科学发现的重要前提。相关研究结果得到学术界的公认，Science杂志2016年12月1日的综述报道认可这是该体系的最高指标。

二、基于金刚石量子传感器实现单分子磁共振重大突破。我室瞄准单分子物质科学研究的重大前沿课题，用量子精密测量的方法于国际上率先实现了单分子磁共振，完成了“测得国际首张单蛋白分子顺磁共振谱”、“实现单核自旋对探测和结构分析”、“实现对微波场纳米级分辨率的重构”、“金刚石色心量子精密测量技术和方法发展”等创新研究成果。这方面成果是对传统磁共振的革命性突破，首次成功地将磁共振灵敏度从传统的百亿分子推进到单个分子、分辨率从毫米推进到纳米，标志着在纳米尺度上进行磁共振探测、无损地获取单个分子的空间定位、结构和构象变化信息成为现实，将促进物理、化学、材料、生命科学及医学等广泛学科领域在微观层面上的科学研究。相关研究成果在国际同领域引起了很大反响，得到美国化学会、德国马普所等广泛的新闻报道。《科学》杂志将其选为研究亮点并配发专文报道，称“实现了一个崇高的目标”、“是通往活体细胞中单蛋白分子实时成像的重要里程碑”。成果入选2015年度中国科学十大进展和中国高校十大科技进展。

支撑上述重要科学发现的10篇代表性论文包含Science 1篇、Nature Physics 1篇、Nature Communications 3篇、PRX 1篇和PRL 4篇，均是国内独立完成或第一单位完成的研究成果。这些成果标志着我国在金刚石色心单自旋量子技术研究上达到了世界领先行列，为推动我国的量子信息科学技术发展起到了极为重要的作用。