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Topological & Quantum Optomechanics

拓扑量子光力学研究组

 

本研究组致力于研究光力学中的拓扑物理、量子调控、量子计算和精密测量等前沿物理问题和实际应用。研究组具备光力、电子、超低温和微纳加工等实验技术和条件,受到北京大学物理学院现代光学研究所、人工微结构和介观物理国家重点实验室、教育部纳光电子前沿科学中心和量子材料协同中心的支持。欢迎有志于探索物理前沿领域的优秀学生和博士后加盟!

 

 

 

 

代表性研究成果:

在光力学系统中观测到了具有非平凡拓扑结构的能谱奇异点并且首次实现了拓扑能量传递;首次实现了非互易的光力学声子传递以及光力学弯曲相变;结合量子和拓扑物理,提出了多种设计和算法来构造拓扑量子门,并且提出了一个统一的拓扑量子比特和量子门的构造框架,用于拓扑量子计算,特别是构造出了首个普适受控三量子比特拓扑量子门。

 

代表性论文:

1. H. Xu, L. Jiang, A. A. Clerk, J. G. E. Harris, Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system, Nature 56865 (2019).

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1061-2

非互易声子传递和新型激光致冷技术

2. H. Xu, D. Mason, J. Liang, and Jack G. E. Harris, Topological energy transfer in an optomechanical system with exceptional points, Nature 537, 80 (2016).

https://www.nature.com/articles/nature18604

奇异点拓扑性质和拓扑能量传递

3. H. Xu, U. Kemiktarak, J. Fan, S. Ragole, J. Lawall, and J. Taylor, "Observation of Optomechanical Buckling Phase Transitions", Nature Communications 8, 14481 (2017).

https://www.nature.com/articles/ncomms14481

光力学弯曲相变和可控双势阱及三势阱

4. V. Srinivasa, H. Xu, J. Taylor, “Tunable spin-qubit coupling mediated by a multielectron quantum dot, Physical Review Letters 114, 226803 (2015).

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.114.226803

多电子量子点调控自旋量子比特耦合用于量子计算

5. H. Xu, M. Hafezi, J. Fan, J. Taylor, G. Strouse, Z. Ahmed, Ultra-sensitive chip-based photonic temperature sensor using ring resonator structures, Optics express 22, 3098 (2014).

https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-22-3-3098

基于光学芯片的高灵敏温度传感器

6. H. Xu, J. Taylor, Unified approach to topological quantum computation with anyons: From qubit encoding to Toffoli gate, Physical Review A 84, 012332 (2011).

https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.84.012332

拓扑量子计算统一设计和三量子比特拓扑量子门

7. M. Burrello, H. Xu, G. Mussardo, X. Wan, Topological quantum hashing with the icosahedral group, Physical Review Letters 104, 160502 (2010).

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.104.160502

拓扑量子门的构造算法

 

专利:

Optical temperature sensor and use of same, US patent 9,726,553.

 

研究生:

 

劳成昊

 

 

蒋洪