2月27日，科技部高技术研发中心(基础研究管理中心)发布2019年中国十大科技进步。中国科学技术大学实现了重力诱导量子退相干模型的卫星测试，首次观测到三维量子霍尔效应。
量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而，任何试图将量子力学与广义相对论相结合的理论工作都会遇到很大的困难。目前关于量子力学和引力理论如何结合的模型很多，但普遍缺乏实验测试。
中国科学技术大学潘建伟院士及其同事彭承志、范景韵等。和他们的合作者，利用墨子量子科学实验卫星，率先开展了世界空间引力诱导量子纠缠退相干的实验测试，测试了量子纠缠光子通过地球引力场的退相干。根据事件形式的理论模型，在地球引力场中传播的纠缠光子对之间的关联将概率性丢失。根据现有的量子力学理论，所有纠缠光子对都会保持纠缠特性。最后，卫星实验的结果不支持事件形式理论模型的预测，但与标准量子理论一致。这是世界上首次利用量子卫星在地球引力场中检验量子力学和广义相对论相结合的理论，这将极大地推动相关物理的基础理论和实验研究。
四十年前，二维电子系统中量子霍尔效应的发现将拓扑学引入凝聚态物理，成为凝聚态物理的核心研究内容之一。在发现这种效应后不久，人们从理论上预言了三维电子气系统中可能产生量子霍尔效应，但到目前为止，三维量子霍尔效应还没有在实验上观察到。
中国科学技术大学乔振华课题组与中国南方科技大学物理系张力元课题组、新加坡科技大学杨胜元设计合作，首次在块状碲化锆晶体中实现三维量子霍尔效应。研究人员测量了碲化锆单晶在磁场中的低温电子输运，在相对较低的磁场中达到量子极限状态(即只占据最低的朗道能级)。在这种状态下，研究人员观察到一个接近于零的无耗散纵向电阻，沿磁场方向形成了一个与半费米波长成正比的良好横向霍尔电阻平台，这是三维霍尔效应出现的明确标志。理论分析还表明，这种效应是由于极端量子极限下电子关联增强产生的电荷密度波驱动费米表面的不稳定性造成的。通过进一步增加磁场强度，纵向电阻和霍尔电阻急剧增加，呈现金属-绝缘体相变。该研究进展为三维量子霍尔效应提供了实验证据，为进一步探索三维电子系统中的奇异量子相及其相变提供了一个很有前景的平台。
由于磁场的作用，电子在平面内的运动形成朗道能级。在只有一个朗道能级被占据的量子极限下，电子之间的关联效应导致电荷密度波的形成，进而将系统转化为三维量子霍尔绝缘体。
中国十大科学进展由科技部基础研究管理中心主办，旨在加强中国重大基础研究进展的宣传，激发科技工作者的科学热情和奉献精神，促进公众更加理解、关心和支持科学，在全社会营造良好的科学氛围。自2010年以来，中国科学技术大学共有10项成果入选本次进步，位列全国高校前茅。
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