2020年1月2日，潘建伟院士团队的成果“首次验证远距离双场量子密钥分发”入选2019年国内十大科技新闻。
2020年1月10日，中科院微观磁共振重点实验室荣星、石发展入选2019年度青促会优秀会员。
2020年1月16日，潘建伟院士领衔的“广域量子通信研究集体”荣获2019年度中国科学院杰出科技成就奖。
2020年1月16日，中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士当选“2019中国科学年度新闻人物”。
2020年1月22日，中科院微观磁共振重点实验室提出并实验实现了一种基于金刚石NV色心的二维纳米尺度核磁共振的方法。该研究成果以“Structural Analysis of Nuclear Spin Clusters via 2D Nanoscale Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy”为题，于2020年1月发表于《Advance Quantum Technologies》[Advanced Quantum Technologies, 1900136 (2020)]杂志上。
2020年1月28日，核探测与核电子学国家重点实验室黄光顺教授与合作者精确测量了BESIII 合作组采集的多个能量点的质子对波恩截面，首次给出类空区间的质子电形状因子。研究成果发表在《Phys. Rev. Lett.》上。
2020年2月13日，潘建伟、包小辉、张强等与济南量子技术研究院和中科院上海微系统与信息技术研究所合作，在量子中继与量子网络方向取得重大突破。该成果发表在《Nature》上。
2020年2月21日，美国光学学会授予陆朝阳教授2020年度阿道夫隆奖章（Adolph Lomb Medal），表彰他“在光学量子信息技术领域，特别是在高性能单光子源、量子隐形传态和光量子计算方面的重要贡献。”
2020年3月2日，中科院微观磁共振重点实验室杜江峰教授为负责人的中国科学院C类战略性先导科技专项“高精度电磁测量核心技术装备”正式立项。
2020年3月3日，潘建伟、张强、陈腾云等与清华大学王向斌、马雄峰合作，突破远距离独立激光相位干涉技术，分别实现了500公里量级真实环境光纤的双场量子密钥分发（TF-QKD）和相位匹配量子密钥分发（PM-QKD）。相关研究成果分别发表在国际权威学术期刊《Phys. Rev. Lett.》（并被选为“编辑推荐”文章）和《自然·光子学》上。
2020年3月19日，核探测与核电子学国家重点实验室彭海平教授研究团队，通过分波分析研究BESIII 合作组采集多个能量点的e+e- -> K+ K- pi0 pi0，提取多个两体过程的产生截面谱，发现phi(2170)多个新衰变模式，研究成果发表在《Phys. Rev. Lett.》上。
2020年3月，核探测与核电子学国家重点实验室刘树彬教授入选安徽省第六批“特支计划”。
2020年4月，中国科学院大学，中国科学院理论物理研究所，上海理工大学和中国科学技术大学近代物理系粒子物理学科共同主办“强子物理新发展研讨会（Online)”。
2020年4月18日，中科院微观磁共振重点实验室实现了一种面向高精度量子态控制需求、适用于多类量子体系的电子学硬件平台。该成果以“An FPGA-Based Hardware Platform for the Control of Spin-Based Quantum Systems”，发表于最新一期科学仪器类权威期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and measurement》（2020年度69期4月刊）。
2020年4月27日，潘建伟院士荣获2020年度蔡司研究奖（ZEISS Research Award），以表彰他在光量子信息领域，特别是在量子通信和量子计算方面的杰出贡献。
2020年5月，核探测与核电子学国家重点实验室唐泽波、张一飞课题组与美国劳伦斯伯克利国家实验室（LBNL）等单位合作，首次在RHIC能区观测到粲重子Λ_c相对粲介子D^0产额的增强现象。研究成果发表在《Phys. Rev. Lett.》上。
2020年5月11日，潘建伟、彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上首次实现量子安全时间传递的原理性实验验证，该成果发表在《自然·物理》上。
2020年5月20日，中科院微观磁共振重点实验室与美国国家标准技术研究所合作，在离子阱体系实现带电原子和带电分子的联合调控，首次制备了单原子和单分子之间的量子纠缠态，并且通过定量表征手段，确定产生的量子纠缠超过临界阈值。该研究成果以”Quantum entanglement between an atom and a molecule”为题于5月20日在线发表在国际权威期刊《自然》上[Nature 581, 273–277 (2020)]。
2020年5月26日，潘建伟、徐飞虎、张强与清华大学马雄峰、多伦多大学Hoi-Kwong Lo等，应邀在《现代物理评论》上发表题为“Secure quantum key distribution with realistic devices”的长篇综述论文。
2020年6月8日，中科院微观磁共振重点实验室提出并实验实现了一种基于金刚石氮-空位（NV）色心量子传感器的高分辨顺磁共振探测方法，获得了千赫兹（kHz）谱线分辨率的单自旋顺磁共振谱。该研究成果以“Kilohertz electron paramagnetic resonance spectroscopy of single nitrogen centers at zero magnetic field”为题，发表在《科学进展》上[Science Advances 6:eaaz8244 (2020)]。
2020年6月16日，潘建伟、彭承志、印娟等与合作者利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。该成果发表在《自然》上。
2020年6月17日，中科院微观磁共振重点实验室伍旸博士荣获2020年度全国博士后创新人才支持计划资助。
2020年6月19日，潘建伟、苑震生等在超冷原子量子计算和模拟研究中取得重要进展。《科学》杂志以“First Release”形式在线发布了该研究成果。
2020年6月23日9时43分，核探测与核电子学国家重点实验室曹喆参与研制的北斗三号卫星的有效载荷全向离子能谱仪，随第55颗北斗导航卫星成功发射，卫星顺利进入预定轨道。
2020年6月29日，核探测与核电子学国家重点实验室安琪教授团队“基于FPGA时间数字转换器的精密时间测量技术”获得安徽省科学技术进步一等奖。（完成人：安琪、刘树彬、封常青、曹平、赵雷、曹喆、黄锡汝、沈仲弢）。
2020年7月6日，中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、石发展、王亚等人在金刚石单自旋量子精密测量研究方向取得重要进展，提出并通过实验实现了一种以金刚石氮-空位（NV）色心单自旋为量子传感器的电探测方法，并首次通过磁抑制的NV色心实现了金刚石近表面电噪声信息的提取，为金刚石量子传感器在电探测方向的应用提供新的途径。该研究成果以“编辑推荐”形式发表在近期的《物理评论快报》上 [Nanoscale Electrometry Based on a Magnetic-Field-Resistant Spin Sensor, Phys. Rev. Lett. 124, 247701 (2020)]。
2020年7月16日，中科院微观磁共振重点实验室与理论合作者新加坡南洋理工大学Mile Gu教授提出并验证了一种实用化的量子度量探针态优化方案，为实现大尺度量子系统中最优探针态的制备提供了一种可扩展的方法。该研究成果以“Probe optimization for quantum metrology via closed-loop learning control ”为题，于2020年7月16日在线发表在国际学术期刊《npj Quantum Information》上[npj Quantum Information 6, 62 (2020)]。
2020年7月23日12时41分，我国首个火星探测器“天问一号”在海南文昌卫星发射中心搭载长征五号遥四运载火箭发射升空，并成功进入预定轨道，核探测与核电子学国家重点实验室封常青、曹喆承担了MINPA项目中的飞行时间测量FPGA的研制工作。
2020年7月29日，中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、王亚等人与理论合作者北京大学刘雄军等合作，在金刚石氮-空位（NV）色心体系的量子模拟实验研究方面取得新进展。利用量子淬火动力学在实验上模拟了凝聚态体系中尚未观测到的三维手性拓扑绝缘体，并第一次对体内和表面的拓扑物理进行了全面的实验研究。该研究成果以Quantum simulation for Three-Dimensional Chiral Topological Insulator为题，发表在近期的《物理评论快报》上 [Phys. Rev. Lett. 125, 020504 (2020)]。
2020年8月3日，CERN发布关于希格斯粒子的双缪子衰变证据的新闻稿，联合CMS和ATLAS的实验结果，信号显著性超过3倍标准误差。核探测与核电子学国家重点实验室ATLAS实验组在其中做出重要贡献。
2020年8月13日，核探测与核电子学国家重点实验室王坚课题组利用线性可变滤波片在2.5-5um波段线性可变的特点完成了此波段上连续扫描观测的红外天光背景测量仪，相关成果发表在JATIS上，并被编辑选为当期封面文章。
2020年8月14日，中科院微观磁共振重点实验室孔飞博士以“千赫兹级谱线分辨率的单自旋顺磁共振”为主题的研究成果获得国际顺磁共振学会委员会评选的2019-2020最佳年度论文奖[IES Best paper Award, 2019/2020]。
2020年8月30日至9月3日，核探测与核电子学国家重点实验室团队（安琪、曹平、封常青、曹喆、黄锡汝）研制的我国首例深海4500米级原位环境核辐射探测伽玛谱仪随我国“深海勇士”号深潜器在我国南海完成首次海试，期间共下潜五次，最大深度2587米，并获得了相关海域环境中的本底辐射数据。
2020年9月22日，上海天文台郑振亚、文新荣、许春，上海技物所刘晓华、陈永和、徐放一行六人访问核探测与核电子学国家重点实验室。
2020年9月25日，第二届“科学探索奖”获奖名单揭晓，我院双聘教授彭承志名列其中。
2020年10月4日，中科院微观磁共振重点实验室彭新华教授研究团队与德国多特蒙德大学Dieter Suter教授合作，在量子精密测量领域取得重要进展，首次发现原子系综量子传感器的干涉效应，这一成果有望推进超高精度磁场测量研究。该研究成果以“Interference in Atomic Magnetometry”为题，于2020年10月4日在线发表在国际学术期刊《Advanced Quantum Technologies》上[Advanced Quantum Technologies, 2000078 (2020)]。
2020年10月，核探测与核电子学国家重点实验室王坚课题组完成首个国内最大的单芯片CCD科学级相机，性能指标处于国际前列，用于WFST科学级CCD芯片的测试，迈出了WFST主焦相机研制的关键一步。
2020年10月6日，美国物理学会授予陆朝阳教授2021年度“兰道尔—本内特量子计算奖”（Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing），表彰他“在光学量子信息科学，特别是在固态量子光源、量子隐形传态和光量子计算方面的重要贡献。
2020年10月10日，核探测与核电子学国家重点实验室安琪教授荣获2020年度中国物理学会王淦昌物理奖。
2020年10月14日，中共中国科学技术大学近代物理系党总支委员会换届选举党员大会召开，来自教工支部及学生支部共计134名党员参加了会议。
2020年10月15日，装配有我国全新一代深水油气地震勘探数据采集装备的中海油服“海洋石油718”号大型六缆物探船奔赴南海作业，这是我国海洋物探史上首次高端自主装备的大规模装配，核探测与核电子学国家重点实验室团队（安琪、曹平、黄锡汝）承担了该数据采集装备的批量研制工作。
2020年10月18日，陆朝阳教授荣获第十六届中国青年科技奖。
2020年10月19日至22日，由英国物理学会、中国物理学会和中国科学技术大学联合组织的2020国际量子大会（线上）顺利召开。潘建伟院士担任名誉主席，陆朝阳教授担任组委会主席。
2020年10月20日，中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、石发展教授等与爱荷华大学巫晓东教授合作，在金刚石氮-空位（NV）色心体系的量子精密测量方面取得新进展。利用深度学习神经网络的方法，对基于金刚石量子精密测量技术的纳米核磁共振二维谱进行加速，将探测效率提高近一个量级。该研究成果以“Artificial intelligence enhanced two-dimensional nanoscale nuclear magnetic resonance spectroscopy”为题，发表在2020年9月的《npj Quantum Information》上 [npj Quantum Information 6, 79 (2020)]。
2020年10月25日，中科院微观磁共振重点实验室林毅恒教授荣获2020年度“求是杰出青年学者奖”。
2020年10月30日-11月1日，由中科院微观磁共振重点实验室主办的“第十届全国电子顺磁共振波谱学学术研讨会”在合肥举办。
2020年11月，国家创新人才计划青年学者林箐报到，就职于粒子物理与原子核物理学科点。
2020年11月，国家创新人才计划青年学者徐来林报到，就职于粒子物理与原子核物理学科点。
2020年11月6日，中科院近代物理研究所詹文龙院士、胡正国、孙志宇、段利敏、千奕、张雪荧一行六人访问核探测与核电子学国家重点实验室，就探测器与核电子学关键技术研究与合作开展交流。
2020年11月14日，国家基金委理论物理专款“彭桓武高能基础理论研究中心”启动会议暨揭牌仪式在我校物质教学科研楼一楼会议室举行。
2020年11月26日至12月1日，由国家基金委理论物理专款“彭桓武高能基础理论研究中心”主办的“第一届全国场论与弦论学术研讨会”在中国科学技术大学东区师生活动中心五楼学术报告厅举行，来自该领域国内多所高校和研究所的专家学者与青年学生一共70余人参加了会议。
2020年12月17日—18日，“暗物质与空间天文发展研讨会暨‘悟空’卫星发射五周年会议”在南京中国科学院紫金山天文台召开。暗物质粒子探测卫星悟空号的科学应用系统副总师黄光顺教授和BGO量能器分系统主任设计师刘树彬教授等出席。