量子信息就是物质,量子比特统一基本粒子
创始人
2025-09-21 20:41:49
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文小刚,凝聚态理论物理学家,

现任美国麻省理工学院(MIT)终身教授、格林讲席教授、美国科学院院士。

1982年他本科毕业于中国科学技术大学低温物理专业,赴普林斯顿大学读研。

文小刚在博士期间研究高能物理超弦理论,师从爱德华·威滕(E·Witten)。在博士后期间,文小刚转行到凝聚态物理领域,研究高度纠缠的量子物态。他独立开创并发展了量子物态的拓扑序/量子序理论。

这一系列工作开辟了拓扑物态(topologicalstate)、对称保护物态(symmetry protected state)、长程量子纠缠(long rangeentanglement)等物理新领域,发现了一系列新型量子物态,其可实现超越玻色费米统计的非阿贝尔统计。这使拓扑物态成为拓扑量子计算的媒介。

他把凝聚态物理语言由狭义物态推广到宇宙普适,开发了基本粒子的弦网理论。他提出了“量子信息就是物质”这一新的世界观,用量子比特统一了所有基本粒子(引力子除外)。揭示了费米统计,规范相互作用,其基于量子比特的起源。不仅统一了三种基本相互作用,也把相互作用和物质统一起来。

文小刚简历

1961年11月,文小刚出生于北京,成长于西安。

1977年,从陕西西安市第48中学进入中国科学技术大学物理系学习。

1981年,以全国第一名的成绩通过中美联合培养物理类研究生计划(CUSPEA)考试。

1982年,获得中国科学技术大学物理学学士学位。

1987年,获得美国普林斯顿大学物理学博士学位,师从爱德华·威滕。

1987年—1989年,在加州大学圣塔芭芭拉分校理论物理研究所从事博士后研究,与理论物理学家约翰·罗伯特·施里弗(Robert Schrieffer),弗朗克·维尔切克(Frank Wilczek),徐一鸿(Anthony Zee)一起工作,并将研究领域转向凝聚态物理。

1989年,成为普林斯顿高等研究院成员。

1991年,加入麻省理工学院。

1992年,当选为斯隆基金会研究员(Sloan Foundation Fellow)。

2002年,当选为美国物理学会会士(APS Fellow)。

2004年,被聘为麻省理工学院塞西尔和艾达格林物理学教授(Cecil and Ida Green Professor of Physics at MIT)。

2006年,成为加州理工学院杰出摩尔学者(Distinguished Moore Scholar at Caltech)。

2009年,当选为圆周研究所杰出研究主席(Distinguished Research Chair at Perimeter Institute)。

2011年,当选为圆周理论物理研究所艾萨克·牛顿主席(Isaac Newton Chair at the Perimeter Institute for Theoretical Physics)。

2017年,与阿列克谢·基塔耶夫(Alexei Kitaev)共同获得奥利弗·巴克利凝聚态物理奖(即巴克利奖,the Oliver E. Buckley Condensed Matter Physics Prize)。 [14]

2018年,当选为美国国家科学院院士,同年与Subir Sachdev、Dam Thanh Son共同获得狄拉克奖章(Dirac Medal)。

2022年,受邀参加第28届索尔维物理学会议。

科研综述

文小刚的研究兴趣包括:强相关电子系统理论、拓扑序和量子序理论、高温超导体理论、基本粒子(如光和电子)的起源和统一、量子霍尔效应与非阿贝尔统计理论。其主要研究领域是凝聚态理论,他引入了拓扑有序和量子有序的概念来描述一类新的物质状态,这为凝聚态物理开辟了一个新的研究方向;发现了拓扑有序态包含非平凡边界激发,并发展了边界态的手性Luttinger理论,边界态可以成为理想的传导通道,这可能导致拓扑相的器件应用;提出了一类特殊的拓扑秩序:非阿贝尔量子霍尔态,它们包含具有非阿贝尔统计的涌现粒子,非阿贝尔统计推广了玻色和费米统计,非阿贝尔粒子可能允许我们执行容错量子计算;发现了弦网凝聚可以产生一大类拓扑秩序,特别是,弦网凝聚提供了光子、电子和其他基本粒子的统一起源,它统一了两种基本现象:规范相互作用和费米统计;还提出了高温超导体的SU(2)规范理论。

科研项目

2019年,文小刚与同事森蒂尔·托达德里(Senthil Todadri)在西蒙斯基金会(the Simons Foundation)的支持下合作研究高度纠缠的量子物质。这项研究由西蒙斯基金会资助,为期四年,资金为800万美元,可再续三年,将支持包括麻省理工学院在内的12所机构的理论物理研究。该合作项目包括麻省理工学院、哈佛大学、加州理工学院、普林斯顿高等研究院、斯坦福大学、加州大学圣塔芭芭拉分校、加州大学圣地亚哥分校、芝加哥大学、科罗拉多大学博尔德分校、因斯布鲁克大学、马里兰大学和华盛顿大学的研究人员。

学术论文

据2023年10月AMiner平台数据,文小刚在《Science》《Reviews of Modern Physics》《Physical Review Letters(物理评论快报)》《Physical Review B》《International Journal of Modern Physics B》等学术期刊发表论文430多篇,被引36200余次,H-Index:80。

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