《可计算整体微分几何结构，拓扑材料和量子计算机》（Computational Global Geometry Structures,Topological Materials and Quantum Computer）系列研讨会旨在通过可计算架设起整体微分几何结构和拓扑材料的桥梁，进而可能促进量子计算机的实现。系列全体报告由BIMSA丘成桐院长、刘正伟副院长和助理研究员赵辉组织，本次中科院物理所丁洪研究员的报告为该系列第一讲。



2022年3月1日，在北京雁栖湖应用数学研究院（以下简称BIMSA），中国科学院物理所丁洪研究员关于《铁基超导体：一个新的马约拉纳游乐场》（Iron-based superconductors as a new Majorana playground） 做了长达一个半小时的精彩学术报告。



丘成桐院长通过网络会议出席报告会，高度评价了丁洪研究员的学术成果，对他的到来表示欢迎。

丘成桐院长在线致辞



丁洪研究员于1995年从美国伊利诺伊大学芝加哥分校物理学专业博士毕业，2008年至今任中科院物理所全职研究员。丁洪的主要研究方向是利用角分辨光电子能谱研究拓扑材料和非常规超导体的电子结构和电子激发性质。他在《Nature》《Science》等顶级学术期刊发表10余篇论文，发表论文总数量超过280篇，总引用27000多次。曾获美国斯隆奖，2005年获国家杰出青年基金B类，2011年当选美国物理学会会士。



丁洪研究员做关于铁基超导体马约拉纳平台的报告



固体材料和器件中的马约拉纳零能模因具有潜在的量子计算应用前景而引起了人们的巨大兴趣，过去的十年见证了寻找马约拉纳零能模的快速进展和重大挫折。最近，铁基超导体因其具有相对高温和高纯度正在成为一种新的充满希望的马约拉纳平台。


丁教授在报告中介绍了促成“铁马平台”的系列发现。丁教授团队在Fe(Te, Se) （Tc ~ 15K）中利用角分辨光电子能谱观察到超导拓扑表面态，并利用扫描隧道显微镜在该材料的磁通涡旋中观察到较纯的马约拉纳零能模。他们观察到：涡旋束缚态的半整数能级嬗移和近量子化的电导平台两个马约拉纳零能模的特征性质， 还发现大多数铁基超导体（包括单层Fe(Te, Se)/STO）都具有相似的拓扑能带，其中具有双层Fe-As的CaKFe4As4（Tc ~ 35K）也拥有符合简单理论模拟的马约拉纳零能模和其它束缚态。最后，丁教授团队发现，压力是一个很好的调控铁基超导体中的马约拉纳零能模的手段。铁基超导体中固有的拓扑性质和涡旋中分立束缚态的大能隙（并且这些都可以被压力调控）为马约拉纳零能模的确认提供了令人信服的证据，从而打造了一个令人激动的用来实现和操纵马约拉纳零能模的游乐场。

铁基超导体马约拉纳平台



“铁马冰河入梦来”——丁教授用这句古诗总结了马约拉纳零能模在拓扑量子计算机方面的应用前景。在不久的将来，人们即将实现和操纵马约拉纳零能模，离成功制造拓扑量子计算机或许仅有一步之遥。

丘院长及参会人员认真听取丁洪研究员报告





报告会现场座无虚席，BIMSA科研人员和丁教授团队成员倾听了丁教授的最新学术成果报告。会后，现场科研人员围绕铁基超导体的拓扑性质、不可替代性，以及铁基超导体在拓扑量子计算中的应用前景等多角度提出了疑问，丁洪教授一一做出了针对性的解答。线上听众人数众多，纷纷通过聊天功能踊跃参与讨论，丁洪教授都详细地予以回复。



会后，BIMSA量子信息和弦论方向的科研人员与丁教授围绕铁基超导体、量子计算机等话题进行了更多深刻的学术讨论。他们纷纷表示，丁洪教授对铁基超导体发现过程的深入介绍，以及从物理，尤其是前沿实验物理的角度探讨量子计算实现前景的演讲报告扩宽了研究视野，对科研探索深具启发性意义。

报告会后，BIMSA科研人员向丁洪研究员提问



丁洪教授的报告从物理学的角度大力支持了本系列研讨会“架起桥梁“的主题。我们期待着未来BIMSA和中科院物理所丁洪教授团队开启更加紧密的合作。



未来，BIMSA将会邀请更多重量级嘉宾就最新科研成果做出报告，欢迎各位密切关注、积极参加。