近日，钱伟长学院2022级应用物理学专业本科生管睿在导师刘俊杰教授和中国科学技术大学蒋建华教授的共同指导下，在量子多体关联体系的量子调控能量成本方面取得研究进展，以第一作者在美国物理学会期刊《Physical Review Research》上以Letter的形式发表了题为 “Global-local duality of energetic control cost in multipartite quantum correlated systems”的研究论文，并被期刊主页宣传。
图一：《Physical Review Research》主页宣传图
量子多体关联体系近年来被广泛应用于量子计算、量子模拟等领域，有望借助内在的量子多体关联实现量子任务的优越性。在实验上，为了实现这一预期，需要对体系进行精细的量子调控。然而，由于缺乏能够充分描述量子多体关联体系复杂性的热力学理论，实施量子调控所消耗的能量成本的基本特性尚未明晰，制约了量子多体关联体系的调控能量成本优化。在这一工作中，管睿同指导老师一起深入研究了这一关键问题，发展了描述任意量子多体关联体系的量子热力学理论，成功揭示了调控能量成本满足的普适广域-局域热力学对偶关系，从而阐明了量子多体关联影响调控能量成本的具体机制。
图二：任意量子多体关联体系中的调控能量成本满足内在的广域-局域对偶关系
该项研究的主体工作由第一作者管睿在本科大二至大三期间独立完成，展现了钱伟长学院在本科生拔尖科研能力培养以及基础学科创新人才早期培育方面的显著成效。该项研究工作的顺利开展得益于钱伟长学院推行的导师制和学校在“五五战略—量子科技”方向的持续投入和提前布局。导师制为学生“早进课题组、早接触前沿科研领域”提供了坚实的制度保障，使得本科生能够在本科阶段就能够接受系统性的科研素养训练，找寻自我研究志趣，并依托课题研究实践学习所得。这一培养模式有力地助推了致力于基础学科突破发展的优秀本科人才的成长。接下来，钱伟长学院将继续落实立德树人根本任务，以学校“五五战略”为牵引，加快有组织拔尖人才培养，推动高校创新人才培养模式创新。
论文链接：
https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.7.L022054
