任意子在平面可能存在的内部系统(一个包罗万象的主题,我们的研究)和构成未来量子技术的基本构建块。我们的特定的重点领域包括量子漩涡在冷原子超流体,拓扑量子计算与非阿贝尔任意子,二维量子动荡和流体的量子模拟周期性非平衡液滴驱动系统。

我们的研究活动包括一个实验和三个理论课程。

我们的研究项目

量子漩涡(QV)

使量子化漩涡——旋风量子世界的量子力学荷载在超流体。了解它们的结构和行为将成为未来关键的量子技术,如室温超导体和拓扑量子电脑。

我们目前的研究兴趣在这个领域的重点是理解微观结构、动力学和内部属性,如质量和使量子化的浆果阶段漩涡,特别强调冷原子系统包括“bose - einstein”冷凝物和超流费米气体。

进一步阅读:t . Simula使量子化漩涡:拓扑励磁的手册(Morgan&Claypool, 2019)

插图(a)的准粒子激发光谱的玻色-爱因斯坦凝聚态戈德斯通玻色子零模式(黑色标记)和(b)手性费米超流体与马约喇纳费密子零模式(绿色标记)。
开尔文波激发玻色-爱因斯坦凝聚态的量子化的漩涡。

量子扰动(QT)

量子动荡——量子世界的风暴——对应于混乱的运动使量子化在超流体旋涡。理解这些复杂的非平衡的物理系统由量子力学将发现应用程序从基础物理问题未来量子技术的设备。

我们目前的研究兴趣在这个领域的重点是理解微观量子扰动机制,尤其关注超流体的漩涡限制在两个空间维度。这导致特有的现象,比如负绝对温度状态的出现,命令“昂萨格漩涡”结构的混乱。

进一步阅读:约翰斯通et al .,大规模的进化从二维超流体的湍流流动364年,科学,1267 (2019)

相图的二维涡液。最低的熵,正温度状态对应于配对漩涡和antivortices和最低熵,负绝对温度状态对应于集群同号的漩涡和antivortices相距无限温度、最大熵随机涡配置。
演化的量子在二维非平衡湍流超流体从无序涡结构(左)相干Onsager漩涡(右)。

拓扑量子计算(全面质量管理)

量子计算机将永久重塑未来的计算。传统的量子计算机的功能,目前部署在研究实验室,对环境噪声非常敏感。这可以减轻由拓扑量子计算机被认为拥有一个出色的容错与传统类型的退相干。

我们目前的研究兴趣在这个领域的重点是理解的基本属性拓扑量子电脑技术和追求非阿贝尔任意子,难以捉摸的内部所需的基本构建块构建拓扑量子电脑。我们特别感兴趣的评估潜在的非阿贝尔量子涡旋任意子在二维超流体。

进一步阅读:莫森et al .,编织和非阿贝尔漩涡任意子的融合、phy。启。123,140404 (2019)

编织图琼斯的量子算法计算多项式使用拓扑量子计算机的一个结。
编织和融合的非阿贝尔漩涡任意子single-qubit拓扑量子电脑。

水滴实验室

驱动的非平衡系统已知主机好奇周期倍分岔等现象。定期驱动的浴液能够支持持续反弹毫米尺度滴,促进实现广泛的流体的量子模拟和superwalking现象。

我们目前的研究兴趣在这个领域的重点是在superwalkers实验室实验,很多微小水珠交互系统和拓扑非平衡液滴现象。我们也开发模型了解感兴趣的行为和这种定期液滴驱动系统的理论基础。

进一步阅读:Valani et al .,Superwalking滴、phy。启。123,024503 (2019)

Superwalking液滴表面反弹driven-dissipative流体。

我们的团队

你是一个荣誉还是博士生?

你可以加入一个广泛的实验项目内的水滴实验室项目,以及理论和计算项目在我们的四个研究领域:量子涡旋拓扑量子计算和量子动荡,水滴实验室。请电子邮件Tapio Simula副教授进一步详细地讨论这些机会或退房更多的项目机会在我们的研究领域。

资金和联系

  • 弧FT180100020 (CI Simula)
  • 弧DP 170104180 (CI Simula,πGalitski,πZwierlein)
  • 弧DP 130102321 (CI Helmerson CI Simula)

使量子化漩涡:拓扑励磁的手册

副教授Tapio Simula所写,这本手册提供了一个字典门户迷人的量子世界的漩涡。

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有很多方法可以与我们。如果你的组织处理是一个复杂的问题,取得联系,讨论我们如何一起工作来提供解决方案。打电话给我们+ 61 3 9214 8096或电子邮件osc@swinburne.edu.au。

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