副研究员 量子研究院

李剑副研究员2004年本科毕业于中南大学应用物理专业;2006年硕士毕业于瑞典查尔姆斯理工大学纳米科学与技术专业;2012年博士毕业于芬兰阿尔托大学工程物理专业。2012年至2016年先后于阿尔托大学低温实验室和英国格拉斯哥大学工程学院从事研究工作。2016年5月加入国防科技大学量子信息学科交叉中心任副研究员。2019年4月加入南方科技大学量子研究院任副研究员。

个人简介

研究领域

超导量子比特和circuit QED系统

基于超导线路的量子计算和量子模拟

超导量子比特与纳米机械振子杂化系统

超导纳米线器件


学术成果 查看更多

主要研究兴趣为超导量子器件和量子线路,以及其在量子计算和量子模拟领域的应用。发表包括Nature、Nature Communications、Physical Review Letters、Advanced Materials等在内的学术期刊论文19篇。代表性学术成果:

1. 基于超导transmon量子比特的量子模拟

用一个超导transmon量子比特实现了对单个微观粒子中动态平均(motional averaging)现象的量子模拟。该工作在国际上首次实验验证了麻省理工学院的Seth Lloyd教授在1996年提出的一个量子模拟著名理论设想(用量子模拟器的退相干来研究被模拟量子系统的退相干)。该工作发表在Nat. Commun.上。

2. 超导circuit QED与机械振子强耦合的杂化系统

在国际上首次实现了一个包含超导transmon circuit QED与一个纳米机械振子强耦合构成的微波波段光机电杂化系统。在这个系统中观测到了transmon与纳米机械振子之间的量子态交换,且纳米机械振子的能量弛豫时间接近100微秒。该工作发表在Nature上。

3. 超导多能级人工原子中的Autler-Townes效应

所有超导量子比特都是多能级系统,因此,其不局限于仅作为量子比特应用于量子信息处理,还可以作为强大的物理实验平台用于研究多能级原子与电磁场的相互作用。该工作用超导相位量子比特的三个最低能级构成阶梯型三能级人工原子,在微波波段成功观测到了Autler-Townes劈裂以及Autler-Townes劈裂打开和关闭的时间演化过程。该工作发表在Phys. Rev. Lett.、Phys. Rev. B和Sci. Rep.上。

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量子计算技术存储和处理信息的能力,其理论极限正比于比特数2^n,因此具有传统计算机不具备的超强并行计算能力,在复杂大规模数据的智能处理、云计算、生物结构解析、材料基因设计,特别是国防和军事等领域将会有巨大的应用前景,是高性能计算(High Performance Computing,HPC)技术的重要发展方向,因此吸引了发达国家的高度重视:英国早在2014年发布了量子科技发展蓝图;欧洲已经启动了十亿欧元的量子计算旗舰计划;美国国务院也发表了量子信息与量子计算方面的国家发展战略;我国则把量子信息列为国家优先发展战略,量子通信与量子计算被列为“十三五”科技规划100项重大技术与工程项目的前三位。

响应国家的“创新驱动”的战略国策,深圳市开始实施“新一轮创新发展战略布局,加快建设国际科技、产业创新中心”,并于2017年初启动了科技创新“十大行动计划”十大行动计划,围绕国家“量子科技”的优先发展战略定位,将量子科学列为重点发展的十个方向之一。作为首批建设的三个“十大基础研究机构”之一,深圳量子科学与工程研究院(以下简称“深圳量子研究院”)于2018年1月挂牌筹建。

深圳量子研究院依托南方科技大学进行建设和管理,将探索量子信息领域的前沿基础科学问题,服务于深圳市在量子通信、高性能计算技术及精密测量、量子材料等领域在技术与产业化等方面的重大需求。深圳量子研究院将力争,解决量子信息领域一大批关键科学与工程问题,培养一批具有国际影响力的科学大师,建设成为具有重要国际影响力的基础研究机构。

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