段鹏

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副研究员

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办公地点:量子信息重点实验室415

学科:量子科学与技术
电子科学与技术
物理学

研究概况

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 超导量子电路以约瑟夫森结的非线性电感为核心,将微纳加工的人造电路构造成可量子化、可设计、可操控的“人工原子”,是当前实现通用量子计算最具竞争力的物理体系之一。在这一体系中,量子比特、可调耦合器、微波谐振腔和传输线共同构成了片上量子电动力学系统。通过外加微波场和磁通偏置,可以在纳秒量级精确调控量子态的相干演化、能级结构、相互作用强度以及多体哈密顿量,从而为研究光与物质相互作用、开放量子系统动力学、多体量子物理以及量子纠错等基本物理问题提供了高度可控的平台

课题组长期面向可扩展超导量子计算开展研究,致力于理解和调控人工量子体系中的相干性、耦合与多体动力学。我们从约瑟夫森结、超导材料与芯片结构中的微观耗散机制出发,研究量子噪声和退相干的物理起源;通过可调耦合与多比特哈密顿量工程,探索量子态传输、远程纠缠生成和可编程量子动力学;并进一步将这些物理机制应用于量子信息处理、量子算法演示和量子纠错实验,为构建大规模容错超导量子处理器奠定基础。

未来研究将进一步以实现可扩展、可容错的超导量子计算为目标,依托现有的成熟微纳加工平台、高性能低温和室温量子测控系统,重点开展以下方向的研究:

  • 超导量子器件材料、工艺与退相干物理机制研究;

  • 串扰、泄露、准粒子噪声及关联误差物理研究;

  • 高保真度与可扩展量子操控方法;

  • 面向容错量子计算的量子纠错实验、编码解码与逻辑量子操作;

  • 量子模拟、量子机器学习和量子信息处理实验。

欢迎具有物理、凝聚态物理、微电子、电子信息、量子信息、计算机、自动化、数学等相关背景的优秀本科生、研究生和青年科研人员加入。课题方向适合对量子力学、超导电路、微波工程、低温实验、量子控制、量子纠错和可扩展量子计算体系感兴趣的同学,也长期欢迎工程师、博士后和特任研究岗位申请者联系交流。