(通讯员 叶煜豪)12月19日下午,应国家脉冲强磁场科学中心朱增伟教授邀请,中国科学院物理研究所吕力研究员做客2024年第十三期“强磁场科学与技术论坛”,为师生作了题为“Fu-Kane拓扑量子计算方案的实验探索”的学术报告。
极低温下蕴涵着丰富多彩的宏观量子现象。随着制冷技术的进步,不少重要的现象陆续被发现,比如超导、超流、整数和分数量子霍尔效应等。极低温下的拓扑物态是当今凝聚态物理学的前沿热点研究领域。2008年,傅亮(Liang Fu)和Charles Kane从理论上提出可以在s波超导体与拓扑绝缘体构成的复合器件中诱导出类似p波的超导电性,并由此构建马约拉纳零能模。此后,人们先后基于强自旋-轨道耦合半导体纳米线、铁原子链和拓扑绝缘体等材料构筑了超导复合器件,并观察到了马约拉纳零模存在的迹象。然而,对于Fu和Kane提出的原始方案——在拓扑绝缘体上构建约瑟夫森三结并以此作为拓扑量子计算机基本单元的想法——其实验探索仍然不多。报告中,吕力研究员介绍了近年来他们研究组在Bi2Te3拓扑绝缘体表面构建约瑟夫森单结、双结和三结上的实验探索,可以在这些器件中可控地产生马约拉纳零模。这些研究结果表明,基于拓扑绝缘体的约瑟夫森器件是一个有潜力承载和编织马约拉纳零模的实验平台。整场报告讲解透彻、讨论积极,让师生们对约瑟夫森结和拓扑量子计算的研究有了更加深入的了解,也启发了师生们对该领域未来研究的思考。
吕力,中国科学院物理研究所研究员。1982年获南京大学学士学位,1992年获中国科学院物理研究所博士学位,1992年至1995年期间担任加州大学伯克利分校研究助理,1995年加入中科院物理所。曾先后担任中科院物理所极端条件物理实验室主任、固态量子信息与计算实验室主任以及物理所副所长,现为中科院物理所怀柔园区主任。当前研究兴趣主要包括拓扑超导和拓扑量子计算相关的器件物理,于1997年获得国家杰出青年基金,2012年当选美国物理学会会士。