科技創新能力是一所高校核心競爭力的重要體現。新冠肺炎疫情期間，
華中科技大學物理學院的師生們雖隔離在家，但依然保持著飽滿的工作狀態，科學研究不停步，取得了一系列進展和突破。2020年1月至今，物理學國際權威學術期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)已連續刊發8篇學院教師的研究成果。
圖1
1月13日和22日，《物理評論快報》在線分別刊發了物理學院蔡建明教授團隊的2項研究成果。其中1篇論文中，蔡建明教授團隊提出了基於贗厄米單量子比特體系的量子傳感原理，巧妙地利用輔助量子比特與後選擇測量，顯著地提高了測量的信噪比，從而抑制了系統本底噪聲的不利影響(圖1所示)。這一方法在束縛離子、固態自旋以及光子等不同的物理體系中均可以實現，解決了量子傳感中實驗系統的本底噪聲問題，將有力地推動"非厄米物理"這一奇特的物理現象在量子傳感方面的應用。
圖2
在另1篇論文中，蔡建明教授團隊利用量子傳感的思想，發展了基於單量子探針的量子測量方法(圖2所示)，在數學上證明了僅通過操控單量子探針以及測量其單個物理觀測量，原則上可以測量幾乎所有的多體量子體系的整體量子態，並進一步在金剛石中的氮-空位中心自旋體系中進行了實驗的驗證。
圖3
1月22日，《物理評論快報》還在線發表了物理學院高錦華教授和湖北大學許東輝副教授、周斌教授在準晶高階拓撲態研究中的最新成果。高錦華教授和合作者通過構建具體模型的辦法證明了在合適的準晶系統中同樣可以實現高階拓撲態，首次把高階拓撲的概念拓展到非週期體系中(圖3所示)。該工作不僅構建了一個研究高階拓撲的全新體系，同時也具體給出了準晶高階拓撲絕緣體的實現方案。
圖4
2月3日，《物理評論快報》在線刊發了物理學院吳穎教授團隊在量子相干領域的研究論文。吳穎教授團隊提出了一種基於電-聲相互作用實現高純度多聲子捆綁發射的理論方法，有效的推動了量子聲子學的發展，為非線性斯托克斯過程的應用提供了新途徑。他們研究發現在適當的耗散條件下，強關聯聲子束有效取代普通輻射理論中的單光子角色級聯發射到腔外形成多聲子捆綁發射。在目前實驗可允許的條件下，該項工作預言了純度近99%的雙聲子捆綁發射和97%的三聲子捆綁發射過程(圖4所示)。這也為光學預兆的多聲子激光和多聲子源的實現提供理論指導，在芯片上的量子通信、混合量子網絡和量子精密測量等方面有著潛在的應用前景。
圖5
2月5日，《物理評論快報》在線發表物理學院引力中心團隊的最新研究成果，在更近距離與更高精度上對引力反平方定律進行實驗檢驗，楊山清教授、羅俊院士為共同通訊作者。研究團隊利用學校人防山洞實驗室天然恆溫、震動小、外部干擾少等優越條件，先後解決了牛頓引力的精確補償、靜電屏蔽系統的殘餘電勢與振動耦合干擾等問題，給出對Yukawa破缺效應在作用程40-350微米區間的最強限制(圖5所示)。實驗同時給出對冪定律破缺勢的最嚴格限制，為相關的理論研究提供實驗參考。
3月9日，《物理評論快報》在線刊發了物理學院2016級博士生李小康為第一作者的研究成果。作者在對非磁絕緣體SrTiO3的研究中，觀測到了比任何絕緣體都要大的霍爾熱導，同時選取SrTiO3和其類似物KTaO3開展了對比實驗，表明發生AFD轉變後的疇壁可能是散射聲子發生橫向偏轉的原因，文中通過熱循環對比實驗證明了這一觀點。
圖6
圖7
4月16日，《物理評論快報》同一天發表了物理學院陸培祥教授領導的超快光學團隊的2項研究成果。其中1篇論文中，超快光學團隊將空間域的雙縫干涉推廣到時間域，發現少週期激光跟固體作用時在時間域會形成阿秒雙縫干涉，輻射的固體高次諧波光譜即干涉條紋。利用干涉條紋，他們提出了重構固體能帶的方法。相比已有的光電子能譜方法，阿秒時域雙縫干涉是一種全光學的方法，在時間分辨能力上具有前所未有的優勢，這為研究光誘導的固體超快過程提供了嶄新的手段(圖6所示)。
在另1篇論文中，團隊成員王兵教授和武漢光電國家研究中心郜定山教授合作，在硅光子芯片上實現了基於非厄米系統動態奇異點繞圈的非對稱模式轉換。他們利用硅基亞波長光柵波導之間的耦合，引入結構參數和散射損耗的連續變化，提出並實現了動態奇異點的繞圈，在維持高效模式轉換的同時，顯著減小了器件尺寸，為具有非厄米和拓撲特性等新型功能集成光子器件的設計和研發開闢了新的技術途徑(圖7所示)。
近五年來，華中科技大學物理學院培育和引進了60多位專業基礎紮實、學術成果突出、有較大潛力的青年教師。優秀青年學者的加盟進一步改善了物理學院教師隊伍結構，增強了教師隊伍的生機與活力。學院現有國家級高層次人才項目入選者佔教師隊伍總人數的約27%，其中一半為本校本土培養。五年來，學科發展也逐步駛入快車道，教育部第四次學科評估中，物理學排名並列全國第7，獲批國家自然科學基金174項，到校縱向經費已突破2.5億元；在物理學主流期刊發表論文800餘篇，其中高水平論文90餘篇，包括Science 2篇，Nature 1篇，Nature Communications 12篇，Physical Review Letters 39篇。
除了建好人才引進的"強磁場"，華中大物理學院還形成了人才培養的"引力波"，本科畢業生深造率連續三年保持80%。學院堅持引育並舉，"用最優秀的人培養更優秀的人"，一支師德高尚、業務精湛、結構合理、潛心教學的高素質師資隊伍正在成為助力學子成長的硬核保障。
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