南大TCS 姚鹏晖 教授
报告生成时间：2026年8月20日
个人主页：http://penghuiyao.info/
所属团队：南京大学计算机科学与技术系 / TCS理论组
一、学者基本信息
| 项目 | 信息 |
|---|---|
| 姓名 | 姚鹏晖（Penghui Yao） |
| 现职 | 南京大学计算机科学与技术系教授、博士生导师；南京大学 TCS 理论组成员（个人主页、TCS组主页） |
| 电子邮箱 | pyao@nju.edu.cn |
| 博士学位 | 新加坡国立大学（NUS）量子科技中心（CQT）计算机科学博士；TCS 组主页标注博士毕业年份为 2014，南京大学学院旧页记为 2013，本文以其当前个人主页及 TCS 组公开信息为主，并保留年份口径差异。 |
| 本科学位 | 华东师范大学，数学专业（个人主页） |
| 博士导师 | Rahul Jain 与 Miklos Santha（由本人主页明确列出为 supervised by） |
| 研究主线 | 经典/量子通信复杂性、量子算法与复杂性、量子信息论、布尔函数分析及其量子计算应用；近年亦明确列出“AI 在量子计算中的应用”。 |
| 公开主页 | 个人主页、论文列表、DBLP、Google Scholar |
姚鹏晖的学术定位可概括为：以理论计算机科学的复杂性方法研究量子信息问题，并把研究延伸至量子通信、量子网络、量子学习/测试和量子优势可验证性等议题。其论文覆盖 STOC、FOCS、CCC、ICALP、TCC、COLT、QIP、TQC，以及 IEEE Transactions on Information Theory（TIT）、Journal of the ACM（JACM）等会议和期刊。南京大学学院介绍还记录其研究包含量子通信抗噪与安全、量子分布式计算和量子网络。
二、教育背景与职业履历
2.1 教育与导师谱系
姚鹏晖本科在华东师范大学学习数学，后进入新加坡国立大学 CQT 攻读计算机科学博士。博士培养由 Rahul Jain 与 Miklos Santha 共同指导，这一双导师关系是其学术网络最稳定的源头：前者连接量子信息论、通信复杂性和 CQT 社群，后者连接量子算法、复杂性理论及欧洲理论计算机科学网络。姚鹏晖与 Rahul Jain 的早期合作已见于 FOCS 2011、FOCS 2012、CCC 2014 和 TIT 2016 等成果，例如 A Parallel Approximation Algorithm for Positive Semidefinite Programming（FOCS 2011）和 New One Shot Quantum Protocols With Application to Communication Complexity（TIT 2016）。
2.2 职业迁移与机构网络
- CWI（Centrum Wiskunde & Informatica，荷兰）博士后：进入欧洲理论计算机科学与量子复杂性研究环境；
- 加拿大滑铁卢大学 IQC（Institute for Quantum Computing）博士后：连接量子信息、量子通信与容错/编码等北美量子信息网络；
- 美国马里兰大学 QuICS（Joint Center for Quantum Information and Computer Science）Hartree 博士后研究员：2016 年 9 月获得 Hartree fellowship，任职至回国前，学院介绍称累计约一年半；
- 南京大学计算机科学与技术系：现为教授、博导及 TCS 理论组成员。南京大学学院官网的教师页发布于 2018 年 6 月 12 日，已将其列为本院教师；因此可确认其最迟于该日期前已加入南京大学。公开材料未给出可直接引用的正式入职月日，故不将“2018年”写成精确入职时间。
这一路径形成“新加坡 CQT 博士训练—欧洲 CWI 理论方法—加拿大 IQC 量子信息—美国 QuICS 复杂性/量子信息—南京大学 TCS”的跨区域知识迁移链。2017 年，他获第十四批中组部青年项目（见学院介绍），与其回国建组阶段相衔接。
2.3 代表性成果与研究演进
下列论文体现其合作网络与研究议程的几个关键节点。理论计算机科学论文常按姓氏字母顺序署名，不能据作者次序直接推断贡献；这一点亦由其论文页明确说明。
| 时间 | 代表成果 | 合作者/网络含义 | 研究意义 |
|---|---|---|---|
| 2011 | A Parallel Approximation Algorithm for Positive Semidefinite Programming，FOCS | Rahul Jain | 博士早期与导师的算法/半定规划合作，奠定复杂性与优化交叉基础。 |
| 2016 | New One Shot Quantum Protocols With Application to Communication Complexity，TIT | Anurag Anshu、Rahul Jain、Priyanka Mukhopadhyay、Ala Shayeghi | 连接 CQT、IQC 与量子信息论研究者，研究单次量子协议与通信复杂性。 |
| 2017 | Exponential Separation of Quantum Communication and Classical Information，STOC；QIP plenary talk | Anurag Anshu、Dave Touchette、Nengkun Yu | 展示量子通信相对经典信息的指数分离，论文页记录为 QIP 2017 全会报告。 |
| 2021/2022 | Positive Spectrahedra: Invariance Principles and Pseudorandom Generators，STOC 2022 | Srinivasan Arunachalam | 由量子复杂性延展至伪随机性、谱体与不变性原理。 |
| 2023/2025 | On Testing and Learning Quantum Junta Channels，COLT 2023、TPAMI 2025 | Zongbo Bao | 把量子信道的测试与学习引入学习理论语境，体现南大阶段学生主导的研究线。 |
| 2024/2025 | The Computational Advantage of MIP* Vanishes in the Presence of Noise，CCC 2024、JACM 2025 | Yangjing Dong、Honghao Fu、Anand Natarajan、Minglong Qin、Haochen Xu | 围绕噪声下 MIP* 的计算优势，汇聚南大学生、加拿大和美国合作者。 |
| 2025 | On the Computational Power of QAC^0^ with Barely Superlinear Ancillae，STOC 2025 | Anurag Anshu、Yangjing Dong、Fengning Ou | 连接 CQT 同辈/国际合作者与南大在读学生，聚焦浅量子电路复杂性。 |
三、学生培养情况
姚鹏晖主页公开列出了研究生、毕业生及部分科研实习生。由此可见，其培养模式具有“博士生—硕士生—本科实习生”连续梯队，且多个学生在毕业后继续进入国际量子信息和理论计算机科学机构。
3.1 在读研究生
| 学生 | 层次与起始时间 | 培养关系/研究线索 |
|---|---|---|
| 赵明楠（Mingnan Zhao） | 博士，2020.9— | 与姚鹏晖合作 A Pseudorandom Generator for Functions of Low-Degree Polynomial Threshold Functions（ICALP 2025），连接伪随机性、布尔函数与量子计算交叉。 |
| 吴旭东（Xudong Wu） | 博士，2020.9— | 与尹一通联合指导；合作覆盖量子 CONGEST 网络、匿名网络 token collision、经典—量子混合通信复杂性。是连接南大 TCS 内部算法/分布式计算方向的重要节点。 |
| 周海刚（Haigang Zhou） | 博士，2023.9— | 参与量子超收缩性等研究，处于量子信息论方向梯队。 |
| 欧风宁（Fengning Ou） | 博士，2024.9— | 参与 QAC^0^、量子擦除信道、局部量子电路等成果，连接国际合作者和组内校友。 |
| 周逸凡（Yifan Zhou） | 硕士，2025.9— | 主页列为在读硕士生。 |
| 张宇恒（Yuheng Zhang） | 博士，2026.9— | 主页列为博士生；此前曾以南大硕士生身份在组内实习。 |
3.2 已毕业学生与去向
| 学生 | 培养期间 | 公开去向 | 网络价值 |
|---|---|---|---|
| 秦明龙（Minglong Qin） | 博士，2019.4—2024.7 | CQT 博士后 | 直接回流博士母体机构；与姚鹏晖共同完成噪声 EPR 状态、非局域博弈等系列工作。 |
| 叶泽坤（Zekun Ye） | 博士，2021.9—2025.7 | 福州大学副教授 | 福州大学主页明确其南京大学博士导师为姚鹏晖；合作涉及对称函数查询复杂性、置换不变函数通信复杂性等。 |
| 董洋静（Yangjing Dong） | 博士，2021.9—2026.7 | Concordia University Mitacs Globalink Research Fellow | 与姚鹏晖共同完成 MIP* 噪声、共同随机性生成、QAC^0^ 等研究，成为连接加拿大网络的关键校友节点。 |
| 包宗博（Zongbo Bao） | 硕士，2021.9—2024.7 | CWI 博士生 | 回流姚鹏晖曾任职的 CWI；以量子 junta 信道测试/学习等成果连接学习理论与量子信息。 |
| 王长盛（Changsheng Wang） | 硕士，2020.9—2023.7 | Microsoft（苏州） | 量子 CONGEST 网络方向学生，构成当前公开可见的企业去向节点。 |
此外，公开实习生去向也反映早期人才网络的国际流动：沈曹后赴香港大学读博，黄韵琦后赴悉尼科技大学读博，管子怡后赴 EPFL 读博，曹庭嘉后赴威斯康星大学麦迪逊分校读博。这些学生/实习生并不等同于正式指导的毕业生，但说明该课题组通过科研实习参与了国内外研究生人才输送链条。
四、学术合作网络
4.1 内部：南京大学与 TCS 理论组
组内结构性连接。 姚鹏晖是南京大学 TCS 理论组量子方向的核心成员。TCS 组公开列出量子算法与复杂性、量子信息论、量子分布式计算、量子密码和经典模拟量子系统等研究主题；姚鹏晖的通信复杂性与量子信息论恰处于其中的枢纽位置。
最显著的校内共导关系：尹一通。 吴旭东由姚鹏晖与尹一通共同指导；两人还与张新元共同发表 Polynomial-Time Approximation of Zero-Free Partition Functions（ICALP 2022）。这条连接将量子复杂性与南大 TCS 的随机算法、计数/采样方向相连，而不局限于单一量子研究圈。
组内协作的论文节点。 Longyun Chen、Jingcheng Liu 与姚鹏晖的 Optimal quantum sampling on distributed databases（SPAA 2025）把量子采样与并行/分布式算法相连；学生吴旭东、叶泽坤、董洋静、秦明龙、包宗博、欧风宁等则构成持续产出的组内第二层网络。应注意：共同署名表明研究合作，不能自动推定所有合作者之间存在直接师生关系。
4.2 跨机构：国内与区域合作
- 清华大学/相关量子信息网络：魏朝晖（Zhaohui Wei）与林晓蝶（Xiaodie Lin）等。 合作包括 Multipartite Quantum Correlation and Communication Complexities（Computational Complexity, 2016）、Quantum and Classical Hybrid Generations for Classical Correlations（TIT 2022）及 The Generations of Classical Correlations via Quantum Schemes（TIT 2024）。这是一条围绕量子关联生成、通信复杂性和信息论的长期主题连接。
- 香港/大湾区与中国量子信息节点：盛宇（Shengyu Zhang）、方颂（Fang Song）、赵琦（Qi Zhao）、张立坚（Lijian Zhang）等。 前者参与多方量子关联工作；方颂与组内学生合作量子伪随机 scrambling；张立坚与姚鹏晖在单光子线性光学验证 NP 问题、量子过程影响采样等论文中共同署名，呈现量子理论与光学实验/验证之间的交叉。
- 福州大学：叶泽坤。 叶泽坤作为毕业生已任福州大学副教授，成为课题组向国内高校扩散的稳定学术节点，且仍在后续论文中保持合作。
- 区域性跨校研究网络。 Ziyi Guan、Yunqi Huang 与叶泽坤合作的置换不变函数通信复杂性工作（STACS 2024、TIT 2025），以及 Supartha Podder—姚鹏晖—叶泽坤的对称函数精细查询复杂性工作（ISAAC 2023、Computational Complexity 2025），显示其国内外青年研究者网络以“函数复杂性/查询复杂性”为共同问题域组织。
4.3 国际：导师、博后机构与论文合作者
导师与 CQT 圈层。 Rahul Jain 和 Miklos Santha 是第一圈层的学术谱系节点。Anurag Anshu 是与 CQT 及量子信息论高度重叠的长期合作者：双方在消息压缩、分布式量子任务通信成本、量子通信与经典信息分离，以及 2025 年 QAC^0^ 复杂性等问题上多次合作。
欧洲圈层。 CWI 经历及学生包宗博赴 CWI 读博，形成机构延续；Srinivasan Arunachalam 与姚鹏晖在 STOC 2022 的正谱体伪随机生成器成果及 GAFA 2022 工作中合作；Oded Regev 则在后者形成数学/理论计算机科学交叉连接。
加拿大圈层。 IQC 经历连接 Debbie Leung、Ashwin Nayak、Ala Shayeghi、Dave Touchette 等研究者。Capacity Approaching Coding for Low Noise Interactive Quantum Communication, Part I（STOC 2018 扩展、TIT 2021）是该网络的代表，聚焦低噪交互量子通信编码。毕业生董洋静赴 Concordia、秦明龙赴 CQT、包宗博赴 CWI，进一步把学生网络嵌入加拿大—欧洲量子信息流动链。
美国圈层。 QuICS/马里兰博后经历构成与美国量子信息复杂性社群的机构连接。合作论文中的 Aram Harrow、Ankit Garg、Xiaodi Wu、Henry Yuen、Anand Natarajan、Nai-Hui Chia 等，分别通过通信复杂性、量子验证、非局域博弈、量子优势可验证性等主题形成网络边。其中 The Computational Advantage of MIP* Vanishes in the Presence of Noise 的合作者横跨南京大学、Concordia 与 MIT 等研究环境，是近年来跨机构协作的代表。
五、业界合作关系深度分析
5.1 直接业界合作：公开证据较有限
截至本报告生成日，姚鹏晖的公开个人主页、论文清单和南京大学介绍主要呈现高校与研究机构合作，未见可直接确认的企业联合实验室、企业资助项目、企业联合署名论文或产业化公司信息。因此，不应将其国际博后经历、学术会议服务或学生入职企业误写为“直接企业合作”。其业界关系更准确的判断是：现阶段公开可见的直接企业协作证据有限，关系强度以人才输送和基础研究外溢为主。
5.2 人才输送：可观测的企业连接
最明确的企业节点是毕业硕士 王长盛，其公开去向为 Microsoft（苏州）。王长盛与姚鹏晖、吴旭东合作过 Complexity of Eccentricities and All-Pairs Shortest Paths in the Quantum CONGEST Model（SPIN 2021）。这说明该组的量子分布式计算/网络复杂性训练可向工业研究与工程岗位转移，但该单一校友去向不等同于南京大学课题组与微软存在正式合作项目。
5.3 理论成果的产业相关性与转化距离
- 近期相关性高：量子学习与测试。 量子 junta 信道测试/学习、量子过程影响采样等成果，直接触及量子设备表征、噪声过程学习与验证方法，潜在受益方包括量子软件、量子硬件控制和量子云平台；但从理论方法到工程部署仍需实验平台、噪声模型和可扩展实现的联合验证。
- 中期相关性高：噪声、通信和网络。 低噪交互量子通信编码、噪声下 MIP*、量子分布式计算/数据库采样等研究，对量子网络协议、纠错和分布式量子计算的理论边界具有基础价值。该类工作通常通过标准、开源算法或与硬件团队的联合验证产生转化，而非短期产品化。
- 长期相关性：复杂性下界与伪随机性。 QAC^0^、通信复杂性、谱体伪随机生成器等成果的价值在于规定可计算性、资源需求和算法设计边界，是量子计算与密码/验证技术的底层理论资产。产业关联通常是“间接、长周期、高外溢”。
5.4 综合判断
姚鹏晖网络的优势并非企业合作数量，而是以 CQT、IQC、QuICS、CWI 等机构为锚点的国际基础理论网络，以及通过毕业生和实习生形成的人才流动网络。若未来拟增强业界合作，最自然的接口应是量子噪声建模与验证、量子网络协议、量子过程学习/测试，以及 AI 辅助量子计算；这些方向与其主页明确列出的研究兴趣相吻合。
六、重要奖项与学术兼职
6.1 奖项与学术认可
- 第十四批中组部青年项目（2017）：南京大学学院介绍明确记录。
- QIP 全会报告：学院旧页将其 2016 年成果记为 QIP 六个全会报告之一；而当前个人论文页将 Exponential Separation of Quantum Communication and Classical Information 标为 QIP 2017 plenary talk。报告采用当前论文页的具体论文与年份口径，同时保留学院页“2016年成果”的表述差异，不对两者作超出公开材料的统一推断。
- 顶级会议与期刊成果认可：其公开成果包含 FOCS、STOC、CCC、ICALP、COLT、QIP、TQC 等，以及 TIT、JACM、TPAMI、SICOMP、Computational Complexity 等期刊。这是学术影响力的重要载体，但不应把论文录用本身表述为个人奖项。
6.2 学术服务与组织
根据个人主页 Services 栏，姚鹏晖担任或曾担任以下国际学术服务角色：
- 程序委员会（PC）：QIP 2020、QIP 2023、QIP 2024、QIP 2025；TQC 2021、TQC 2022、TQC 2024；AQIS 2024、AQIS 2025；ALT 2025。
- 学生差旅奖委员会：QIP 2022。
- 会议组织者：NII Shonan Meeting，与 François Le Gall、Fang Song 共同组织。
这些服务表明其在量子信息、量子计算理论和学习理论交叉会议社群中具有持续的同行评议和议题组织参与度。尤其 QIP、TQC、AQIS 的重复服务，意味着其网络不仅是论文共著网络，也包含稳定的国际学术共同体服务网络。
七、Connection圈层总结
第一圈层：导师与长期主题合作者
- Rahul Jain、Miklos Santha：博士导师，是学术谱系的源头；Rahul Jain 同时是早期多篇通信复杂性/量子信息论合作的核心节点。
- Anurag Anshu：跨越消息压缩、通信复杂性、分布式量子任务和量子电路复杂性的长期合作者，可视为 CQT 衍生网络中的关键同辈节点。
- Minglong Qin、Yangjing Dong、Zongbo Bao、Zekun Ye、Fengning Ou、Xudong Wu、Mingnan Zhao：学生及青年合作者构成南京大学阶段最高频的研究生产力层，承担量子非局域性、量子学习、量子通信复杂性、伪随机性与量子网络等主题。
第二圈层：博后机构与国际研究共同体
- CQT/NUS：通过导师、Anurag Anshu、秦明龙等构成新加坡量子信息网络。
- CWI：通过博后经历、Srinivasan Arunachalam 等理论复杂性连接及包宗博赴 CWI 深造，形成欧洲延续节点。
- IQC/滑铁卢：Debbie Leung、Ashwin Nayak、Ala Shayeghi、Dave Touchette 等连接量子通信、编码与信息论网络。
- QuICS/马里兰及美国理论圈：经 Aram Harrow、Henry Yuen、Anand Natarajan、Nai-Hui Chia 等，连接量子验证、非局域博弈和量子优势可验证性研究。
第三圈层：南京大学内部跨方向协同
- 尹一通：共同指导吴旭东，并在零点分割函数近似等问题上合作，是量子复杂性与随机算法/计数采样的桥梁。
- 刘景铖、Longyun Chen 等 TCS 成员：在量子采样与分布式数据库问题上形成合作，扩大了量子方向与并行、分布式算法方向的交集。
- 该圈层的特点是“理论组内问题驱动协同”，而非松散的行政同事关系：合作论文与共同指导为主要可观察证据。
第四圈层：跨校、产业与人才流动节点
- 国内高校节点：叶泽坤赴福州大学任教，使南大—福大间形成校友型学术连接；清华及港澳量子信息研究者通过量子关联、通信复杂性主题持续合作。
- 国际流动节点：董洋静（Concordia）、秦明龙（CQT）、包宗博（CWI）及多名实习生的海外深造去向，使课题组网络呈现新加坡—加拿大—荷兰—欧洲大陆的循环流动。
- 产业节点：王长盛进入 Microsoft（苏州）是目前公开资料中最清晰的企业去向；该节点表明人才外溢，但尚不足以证明正式校企研究合作。
总体结论。 姚鹏晖的 Connection 网络是一个以“量子通信复杂性—量子信息论—量子学习/验证”为问题核心、以 CQT 博士谱系为起点、经 CWI/IQC/QuICS 博后经历扩展、并在南京大学 TCS 理论组完成学生培养与跨方向协同的多层网络。其最强连接来自导师—长期合作者—学生三类学术关系；其国际性体现在机构迁移和共同论文，产业关联则主要表现为人才去向和基础理论的潜在技术外溢。本文的关系判断均基于公开主页、机构页面和论文署名；未公开披露的项目、资助或私人联系未纳入分析。