北京理工大學(xué)

（1）拓?fù)湎嗉跋鄳?yīng)性質(zhì)研究。探索晶格模型中相應(yīng)拓?fù)湫再|(zhì)的刻畫(huà)與描述，結(jié)合拓?fù)湮锢淼南鄳?yīng)性質(zhì)應(yīng)用于量子信息技術(shù)，擬實(shí)現(xiàn)有效的拓?fù)淞孔佑?jì)算。

（2）量子隨機(jī)行走性質(zhì)研究。一方面基于量子隨機(jī)行走系統(tǒng)來(lái)模擬拓?fù)湎到y(tǒng)的性質(zhì)；另一方面利用量子隨機(jī)行走系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)有效的量子信息傳輸過(guò)程。

目前主講本科生課程《大學(xué)物理II》

學(xué)術(shù)成就

一、拓?fù)湎嗟目坍?huà)以及拓?fù)溥吔鐟B(tài)的觀測(cè)

在國(guó)際上首次實(shí)驗(yàn)觀測(cè)出二維量子隨機(jī)行走的反常拓?fù)浔Ｗo(hù)邊界態(tài)[PRL 121, 100501 (2018)]。利用微波系統(tǒng)模擬構(gòu)造出kitaev toric code模型的基態(tài)，進(jìn)一步觀測(cè)出隨著外場(chǎng)強(qiáng)度的增強(qiáng)而產(chǎn)生的拓?fù)湎嘧僛Nat. Commun. 10, 1557 (2019)]。

二、基于量子隨機(jī)行走系統(tǒng)的特性研究

給出了一種刻畫(huà)非厄米量子隨機(jī)行走拓?fù)湎嗟姆椒╗PRA 97, 052117 (2018)]，該方法可以直接和實(shí)驗(yàn)可觀測(cè)量相聯(lián)系。利用量子隨機(jī)行走中的對(duì)稱(chēng)性，給出在環(huán)狀量子隨機(jī)行走系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)定向的能量轉(zhuǎn)移操控[NJP 19, 113049 (2017)]。探索在量子隨機(jī)行走中受到不同噪聲影響下，系統(tǒng)相應(yīng)演化所發(fā)生的變化[PRA 94, 012316 (2016)].

三、開(kāi)放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題研究

利用幾何相實(shí)現(xiàn)對(duì)于能量轉(zhuǎn)移的有效操控[PRB 87, 144303 (2013)]，在該工作中，我們?cè)敿?xì)比較了研究能流轉(zhuǎn)移的幾種主流方法，并給出相對(duì)應(yīng)的適用范圍。在布朗運(yùn)動(dòng)粒子中，利用信息熵驗(yàn)證修正的熱力學(xué)第二定律成立[PRE 90, 022101 (2014)]。與他人合作，驗(yàn)證了在構(gòu)建環(huán)境中系統(tǒng)從馬爾可夫動(dòng)力學(xué)到非馬爾可夫動(dòng)力學(xué)的轉(zhuǎn)變[PRA 90, 042108 (2014)]；證實(shí)了在表面等離激元系統(tǒng)中，由于相干性質(zhì)的存在，可以帶來(lái)能量轉(zhuǎn)移速率和效率的提升[JCP 146, 144101 (2017)]；利用非馬爾可夫的回流效應(yīng)，證實(shí)在洛侖茲譜中可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的兩比特量子門(mén)，而在歐姆譜中則不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的兩比特量子門(mén)[NJP 19, 123001 (2017)]。

論文發(fā)表情況

截至到2019年4月，已在Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., Phy. Rev. A/B/E等期刊共發(fā)表SCI論文17篇。現(xiàn)列出10篇代表性論文。（全部論文請(qǐng)參見(jiàn)https://www.researcherid.com/rid/F-7534-2017 ）

【1】Tian Chen, Shi-Hao Zhang, Yi Zhang, Yu-Long Liu, Su-Peng Kou, Hou-Jun Sun, and Xiang-Dong Zhang, “ Experimental observation of classical analogy of topological entanglement entropy ”, Nat. Commun. 10, 1557 (2019).

【2】Bo Wang, Tian Chen*+(共同一作和共同通訊), and Xiang-Dong Zhang, “ Experimental Observation of Topologically Protected Bound States with Vanishing Chern Numbers in a Two-Dimensional Quantum Walk ”, Phys. Rev. Lett. 121, 100501 (2018).

【3】Tian Chen, Bo Wang, and Xiang-Dong Zhang, “ Characterization of topological phases and selection of topological interface modes in the parity-time-symmetric quantum walk ”, Phys. Rev. A 97, 052117 (2018).

【4】Tian Chen, Bo Wang, and Xiang-Dong Zhang, “ Controlling probability transfer in the discrete-time quantum walk by modulating the symmetries ”, New J. Phys. 19, 113049 (2017).

【5】Tian Chen, and Xiang-Dong Zhang, “ Extraordinary behaviors in a two-dimensional decoherent alternative quantum walk ”, Phys. Rev. A, 94, 012316 (2016).

【6】】Tian Chen, Xiang-Bin Wang, and Ting Yu, “ Extracting work from magnetic-field-coupled Brownian particles ”, Phys. Rev. E, 90, 022101 (2014).

【7】Tian Chen, Xiang-Bin Wang, and Jie Ren, “ Dynamic control of quantum geometric heat flux in a nonequilibrium spin-boson model ”, Phys. Rev. B, 87, 144303 (2013).

【8】Rui Zhang, Tian Chen, and Xiang-Bin Wang, “ Deterministic quantum controlled-PHASE gates based on non-Markovian environments ”, New J. Phys. 19, 123001 (2017).

【9】Jun Ren, Tian Chen, Bo Wang, Xiang-Dong Zhang, “ Ultrafast coherent energy transfer with high efficiency based on plasmonic nanostructures ”, J. Chem. Phys. 146, 144101 (2017).

【10】Tiantian Ma, Yusui Chen, Tian Chen, Samuel R. Hedemann and Ting Yu, “ Crossover between non-Markovian and Markovian dynamics induced by a hierarchical environment ”, Phys. Rev. A, 90, 042108 (2014).

招生信息和學(xué)生培養(yǎng)情況

每年擬招收1-2名研究生，涵蓋拓?fù)淞孔佑?jì)算和量子隨機(jī)行走領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)和理論方向。報(bào)考前請(qǐng)直接與我聯(lián)系，優(yōu)秀學(xué)生面試通過(guò)后可預(yù)錄取，在讀期間表現(xiàn)優(yōu)異者可以享受有出國(guó)交流或者交換的機(jī)會(huì)。要求學(xué)生對(duì)于科學(xué)研究真心熱愛(ài)，勤奮刻苦，愿意積極主動(dòng)思考；僅需要文憑的學(xué)生請(qǐng)勿報(bào)考我。