磁性体系、粒子探测器、自由电子与光子相互作用、量子计量学 | 本周物理讲座

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报告人：杨佳悦，University of Waterloo & Perimeter Institute

时间：6月23日（周二）10:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

Zoom：815 9252 2852

Passcode：735989

摘要:

Modern physics is shaped by three fundamental frameworks: quantum theory, general relativity, and information theory. In this talk, I will give a brief introduction to relativistic quantum information, an operational framework for exploring their interplay, with a focus on how quantum information resources can be extracted in relativistic settings. I will discuss particle-detector models, in particular the Unruh–DeWitt model, as tools for operationally defining particles and probing quantum fields through localized interactions. The main focus will be magic harvesting, a protocol in which nonstabilizer resources—key ingredients for quantum computational advantage—are extracted from the vacuum state of a quantum field. I will then present our recent results showing that harvested magic, quantified by the mana, can act as an operational probe of spacetime geometry and conformal field theories.

报告人简介:

杨佳悦目前是加拿大滑铁卢大学量子计算研究所（Institute for Quantum Computing, IQC）和圆周理论物理研究所（Perimeter Institute, PI）的博士生。本科毕业于吉林大学唐敖庆班物理专业；硕士毕业于滑铁卢大学物理与天文系。她的研究方向主要集中在高能理论与引力物理，尤其关注黑洞热力学、量子信息与全息理论之间的交叉问题，并已在 JHEP、PRD、PRR 等期刊发表多篇论文。除科研外，她也长期投入教学与科学传播，在哔哩哔哩平台积累了超过 13,000 名粉丝，并多次参与 IQC 与 PI 组织的公众科普活动。

2

报告人：刘文龙，北京航空航天大学

时间：6月25日（周四）10:00

单位：中国科学技术大学地球和空间科学学院

链接：

摘要:

地球内磁层超低频波可与辐射带相对论电子发生径向扩散作用，从而导致电子的输运和加速，是内磁层中重要的物理过程。传统的径向扩散理论研究90度投掷角的电子，忽略电子的弹跳运动，同时在计算径向扩散系数时往往忽略超低频波方位角波数的影响。报告将介绍课题组在径向扩散理论方面的思考和探索：首先基于研究超低频波的三维空间分布，计算非90度投掷角的粒子的径向扩散系数，将传统理论从二维推广至三维，建立投掷角相关的径向扩散理论；其次基于同步轨道卫星的方位角波数观测信息，研究方位角波数的统计特征，提出等效方位角波数的概念。

报告人简介:

北京航空航天大学空间与地球科学学院教授、常务副院长。本科和博士毕业于北京大学空间物理学专业，在美国科罗拉多大学博尔德分校从事博士后研究，2011年回国工作入职北京航空航天大学。长期从事空间物理和空间天气领域研究，聚焦于内磁层中的动力学过程，主要研究方向包括内磁层电场观测特征、超低频电磁波的激发机制、超低频波与带电粒子相互作用机制等。研究成果以第一/通讯作者发表于中国科学、Nature Physics、GRL、JGR、ApJ等重要学术期刊。曾作为PI获得美国国家航空航天局日球层客座研究计划基金资助，获北京市教学成果一等奖、中国地球物理学会优秀博士论文指导教师等教学奖励。

3

报告人：杨易，香港大学

时间：6月25日（周四）14:30

单位：北京大学物理学院

地点：物理学院中215教室

摘要:

The interaction between free electrons and photons is strongly constrained in free space, but it can be dramatically modified when the surrounding electromagnetic vacuum is structured, driven, or synthetically engineered. In this talk, I will present a few recent studies from my group that together develop this viewpoint. First, I will discuss a universal upper bound on the quantum vacuum interaction strength between free electrons and photons for both 3D and 2D materials, which identifies the material, geometric, and energy conditions required to approach maximal vacuum coupling and reveals distinct optimal regimes for slow and fast electrons. Next, I will show how a driven nonlinear environment promotes free-electron–photon coupling into a parametric quantum regime, enabling quantum amplification, detuned gain/loss channels, nonclassical state generation, and the possibility of a deterministic gain-only dielectric laser accelerator. Finally, I will discuss synthetic gain in electron-beam spectroscopy, where the effective photonic response can be reshaped in post-processing to uncover weak excitations in electron energy-loss and cathodoluminescence spectra. Together, these results suggest that the vacuum seen by a free electron can be shaped at the levels of mode structure, dynamical driving, and spectral response, opening new opportunities for strong coupling, quantum light generation, and enhanced spectroscopy.

报告人简介:

Prof. Yi Yang is the Belinda Hung Outstanding Young Professor in the Department of Physics at the University of Hong Kong. His research explores how light, electrons, and structured photonic systems interact at the nanoscale, with interests spanning nanophotonics, quantum electrodynamics, topological photonics, and electron microscopy.

4

报告人：刘洋，浙江大学

时间：6月25日（周四）15:30

单位：南京大学物理学院、江苏省物理学会、江苏省物理科学研究中心

链接：

摘要:

固体磁性源于电子相互作用，蕴含着丰富的物理现象，也具有重要的应用。从微观电子态看，磁性通常可以分为巡游磁性和局域磁性。但许多材料处于两者之间，甚至存在竞争的相互作用（如近藤效应），因此呈现出磁性量子临界、非常规超导等重要现象；另一方面，近年来发现的交错磁体表明非磁原子构成的晶体场和配位环境也能深刻影响磁性电子态。在本报告中，我们将汇报巡游的g波交错磁体CrSb和隐藏交错磁体CsV2Te2O的电子结构；我们还将对比研究强关联4f电子体系，讨论RKKY作用与近藤屏蔽竞争产生的4f电子局域-巡游特性以及与反铁磁自旋涨落相关的费米面嵌套。我们也将对比这些3d与4f磁性体系中电子的局域-巡游性质。

报告人简介:

刘洋，现任浙江大学物理学院长聘教授。2004年本科毕业于中国科技大学，2010年在美国伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)获得博士学位，其后在美国阿贡国家实验室、康奈尔大学开展博士后研究。2015年10月起入职浙大，先后任百人计划研究员、长聘副教授、长聘教授。主要从事强关联电子体系的实验研究（特别是f电子窄带体系），利用薄膜生长、光电子能谱、同步辐射X射线技术等研究关联量子材料的电子态及其调控规律；在Rev.Mod.Phys.、PRL/PRX、Nature子刊等期刊发表论文六十多篇；主持基金委青年科学基金项目（A类）、科技部重点研发计划子课题等项目；担任中国物理学会低温物理专业委员会委员和青年工作小组成员、SCPMA期刊和CPL/CPB等四刊青年编委。

5

报告人：安钧鸿，兰州大学

时间：6月25日（周四）16:00

单位：清华大学物理系

地点：物理楼天行报告厅

摘要:

Quantum metrology pursues the realization of higher-precision measurements to physical quantities than the classically achievable limits by exploiting quantum features, such as quantum entanglement and squeezing, as resources. It has potential application in developing next-generation frequency standard, magnetometer, radar, and navigation. However, the ubiquitous decoherence in quantum world degrades the quantum resources and forces the precision not only to reduce to the classical shot-noise limit at an optimal encoding time but also to become divergent in the long-time condition. This is called the no-go theorem of noisy quantum metrology and dramatically hinders its application. Therefore, how to realize the promised performance of quantum metrology in practice attracts much attention in recent years. In this talk, I will report our studies on overcoming the no-go theorem by Floquet engineering. It is found that, by applying a periodic driving on the atoms of the Ramsey-spectroscopy-based quantum metrology, the ultimate precision to measure their frequency returns to its ideal t-1 scaling with the encoding time whenever a Floquet bound state is formed by the system consisting of each driven atom and its local noise. Combining with the optimal control, this mechanism also makes the ideal Heisenberg-limit scaling completely recovered for arbitrary atom number N. Our result supplies an insightful instruction for experiment to implement quantum metrology in practical decoherence situation.

报告人简介:

安钧鸿：2005年在兰州大学获博士学位并留校工作。2006年至2014年相继在台湾成功大学和新加坡国立大学从事博士后、研究员、访问研究员；2011年受聘为教授；2013年入选教育部新世纪优秀人才支持计划；2016年入选甘肃省飞天学者；2017年入选中央军委科技委国防科技创新特区主题专家组专家；2019年入选国家“万人计划”青年拔尖人才和中科院青年创新促进会特邀会员；2021年入选甘肃省领军人才；2025年入选教育部长江学者特聘教授。从事量子光学、量子精密测量、拓扑物态和量子热力学等理论物理基础问题研究。

6

报告人：王接词，湖南师范大学

时间：6月25日（周四）14:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼322

Zoom：811 0443 3199

Passcode：621905

摘要:

Deep Learning has emerged as a powerful tool for addressing complex scientific challenges, particularly in the domains of image generation, parameter estimation, and large-scale data analysis within gravitational theory and cosmological research. Meanwhile, extracting information about the universe directly from observational and simulated datasets, without relying on prior assumptions, has become increasingly significant. This presentation provides an overview of the recent advancements made by our research group in applying novel deep learning methodologies to cosmological studies. Specifically, I will introduce the recently proposed Branch-Corrected Denoising Diffusion Model and its application in black hole image generation. Furthermore, I will discuss the reconstruction of the Hubble parameter based on the Ef-KAN model recently developed by our team, along with our research on enhancing cosmological parameter estimation using Long Short-Term Memory Networks.

报告人简介:

王接词，湖南师范大学教授、博士生导师。主要研究方向是引力和相对论性量子信息理论，发表论文100余篇，单篇引用600余次。主持了国家自然科学基金优秀青年科学基金项目、面上项目，湖南省杰出青年科学基金项目等科研项目。入选了湖南省“科技创新领军人才”、“湖湘青年英才”和 “121创新人才培养工程”等人才计划，获“国家优秀自费留学生”等奖励。担任湖南省物理学会副秘书长和《Sci. China-Phys. Mech. & Astron.》青年编委。

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报告人：Prof. Dmitry Budker，Johannes Gutenberg University

时间：6月26日（周五）9:30

单位：中国科学院高能物理研究所

地点： Main Building A214

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报告人：Randolf Pohl，Johannes Gutenberg University Mainz

时间：6月26日（周五）16:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

9

报告人：王一，Hong Kong University of Science and Technology

时间：6月29日（下周一）14:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

Zoom: 826 9673 5983

Passcode: 351136

封面图片来源：

https://quantummechanicsstreet.com/quantum-particles-and-forces/particle-accelerators-detectors/

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