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于扬教授课题组在超导量子计算和模拟领域取得重要进展

腾讯时时彩开奖走势图: 发布日期: 2018-04-09 浏览次数: 10

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超导量子计算和模拟是目前国际前沿热点,也是发达国家和国际大公司激烈竞争的领域。我校于扬教授课题组通过不断努力,近期在量子芯片的加工、量子比特的控制和测量、实验方法等方面都取得突出进展(图1)。最近他们和朱诗亮教授课题组理论和实验紧密结合,在超导量子模拟方面取得重要成果,利用超导量子比特模拟了新型拓扑麦克斯韦金属能带结构。    

    

  

1:课题组设计加工的多比特量子芯片。   

   

自然界基本粒子的分类是由庞加莱对称性决定。按照量子场论,波色子具有0或整数自旋,费米子具有半整数自旋。近来有理论提出在一些人工量子系统中可以跳出庞加莱对称性的约束,激发的准粒子可以是具有整数自旋的费米子,但至今缺乏实验的直接证据。   

   

最近朱诗亮小组提出一个具有三重简并的新拓扑金属能带结构,称为麦克斯韦金属[Y.-Q. Zhu et al.,  Phys. Rev. A 96,033634 (2017)]。该能带结构如图2所示,它具有3带结构,特别是具有3重简并。在该3重简并点的色散关系为线性的,因此相应的准粒子激发可以是(赝)自旋为1的相对性费米子,可以证明要用麦克斯韦方程描述,因此被称为麦克斯韦费米子。该3重简并点也因此被称为麦克斯韦点。由于中间平带的存在,当费米能在麦克斯韦点附近时,体系是金属特性。和通常的狄拉克点和外尔点不同,麦克斯韦点具有非平庸的拓扑陈数2,并且体系具有两条费米弧。随着系统参数的变化,麦克斯韦金属发生拓扑相变,麦克斯韦点可以湮灭,变化到平庸的绝缘体。   

   


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