复合量子结构中的拓扑量子态与电子纠缠研究

项目名称： 复合量子结构中的拓扑量子态与电子纠缠研究

项目编号： No.91421303

项目类型： 重大研究计划

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 徐洪起

作者单位： 北京大学

项目金额： 500万元

中文摘要： 在凝聚态体系中寻找探测满足非阿贝尔统计的拓扑量子物态的准粒子，特别是Mojarana费米子，是当代物理学最重大研究课题之一。这些准粒子由于受拓扑保护，具有可以预见的长相干时间，在固态量子信息处理和量子计算领域也有诱人的应用前景。本项目联合北大、物理所、中科大研究组，将s波超导体与窄带隙半导体纳米线和拓扑绝缘体薄膜相结合制作复合量子结构，通过极低温条件下的精密电学、磁致输运、高频测量研究量子结构中的拓扑量子态与电子纠缠等基本物理问题和调控手段。研究内容包括：基于s波超导体和窄带隙半导体纳米线所构造的复合量子器件中的拓扑量子物态和Majorana费米子研究；基于s波超导体和三维拓扑绝缘体界面的拓扑量子物态研究和Majorana费米子的探测；基于高迁移率二维电子气分数量子霍尔态的拓扑量子物态研究；超导体与半导体纳米线以及拓扑绝缘体构成的复合器件中的库珀对电子分离与纠缠研究。

中文关键词： 半导体纳米线；拓扑绝缘体；超导复合器件；量子点；拓扑态

英文摘要： The search for Majorana fermions is one of the most important research tasks in physics today. First, from a fundamental point of view, these particles constitute a special family of quantum particles that were predicted at the early stage of developing q

英文关键词： Semiconductor Nanowire；Topological Insulator；Superconducting Hybrid Device；Quantum Dots；Topological states