量子论坛第六十九讲

报告题目：Quantum metrology via many-body interferometry across quantum phase transitions

报 告 人：李朝红教授 中山大学

报告时间：2018年4月3日（星期二）下午4:00

报告地点：量子楼410

报告摘要：Quantum phase transitions can be used to generate highly entangled states and then provide promising applications in precision metrology. Here, we propose a scheme to realize high-precision quantum interferometry with entangled states by driving through quantum phase transitions. By sweeping an interacting many-body quantum system from a nondegenerate regime to a degenerate one, its final state always appears as an entangled state. To extract the accumulated phase after interrogation, the beam recombination, a reversed sweeping from the degenerate regime to the nondegenerate one, is introduced to disentangle the sensor state. We apply our scheme to Bose condensed atoms and trapped ions and find that Heisenberg-limited precision scalings can be approached. Our scheme does not require single-particle resolved detection and is within the reach of current experiment techniques.

报告人简介：李朝红，男，中山大学物理与天文学院教授、博导，广东特支计划百千万工程领军人才。2003年从中科院武汉物理与数学研究所获理学博士学位，2003年至2009年先后在德国马普复杂系统物理研究所和澳大利亚国立大学从事科学研究，2009年底全职回国进入中山大学。主要研究冷原子 物理与量子精密测量，围绕多体量子效应的刻画、调控与应用，研究多体量子物理、非平衡量子动力学和量子模拟，探索多体量子效应在精密测量中的潜在应用。（1）在冷原子的集体量子现象方面，预言了原子-空穴凝聚(被Physics News Update点评)，发展了对称性破缺相变动力学的Kibble-Zurek理论( 被美国芝加哥大学金政研究组的实验 [Science 354, 606 (2016)] 采用 )，发现了增强量子反射( 被德国 Muenster 大学 Demokritov 研究组的实验 [PRB 78, 054410 (2008)] 证实 )，发展了一维气体的解析方法并预言了磁相变( 被美国 Rice 大学 Hulet 研究组的实验 [Nature 467, 567 (2010)] 证实 )等。（2）在冷原 子的量子干涉与精密测量理论方面，发展了多体量子干涉与精密测量理论，预言了 相互作用阻塞与共振隧穿 ( 被德国马普量子光学研究所 Bloch 研究组的实验 [PRL 101, 090404 (2008)] 证实 )等。（3）在光学波导中的量子模拟方面，发现了赝宇称－时间对称性，提出用Thouless泵浦去探测拓扑态(被Laser Photon. Rev.选为封底论文)等。已发表SCI论文60余篇，包括7篇Phys. Rev. Lett.、1篇Rev. Mod. Phys.2篇 Laser Photon. Rev. 和 26 篇 Phys. Rev. A/B/E 、4篇New J. Phys.等。 特别是， 4 篇论文的理论预言被实验证实， 1 篇论文被 Physics News Update 正面点评， 2 篇论文入选 ESI 高被引论文，应邀为国际期刊撰写本领域研究的综述 4 篇。