范桁

范桁，畢業於北京大學，現任中科院物理所研究員、博士生導師、固態量子信息與計算實驗室主任，Q03組長。“973”項目課題負責人。

曾在美國史丹福大學，美國IBM研究中心，英國牛津大學，香港大學，香港中文大學，新加坡國立大學訪問並展開合作研究。國外合作者包括M.Wadati(東京大學），E.Yablonovich(加州大學洛杉磯,加州大學伯克利，美科學院院士、美工程院院士），V. Roychowdhury(加州大學洛杉磯），S. Lloyd(麻省理工學院）， V. Korepin(紐約州立大學石溪）， S. Bose (英國倫敦大學學院）， V. Vedral (英國牛津大學），L. Q. Kwek(新加坡國立大學、南洋理工)等。

學術任職：中國物理學會諮詢委員會委員；中國物理學會低溫物理專業委員會委員；中科院物理所學術委員會常務委員；中科院物理所學位委員會委員；Editorial Board Member of Scientific Reports (編委)；歐洲J.Phys.A:Math and Theor.雜誌Advisory Board.；Frontiers in Physics (編委)；美國APS(Phys.Rev.)審稿人；AIP(Appl.Phys.Lett.)審稿人；歐洲IOP雜誌審稿人(J.Phys.A，J.Phys.B， New J.Phys.等)；《科學通報》編委會成員。

人才計畫：2019年入選第四批國家“萬人計畫”科技創新領軍人才；2018年入選科技部創新人才推進計畫，重點領域創新團隊，團隊名稱：固態量子計算與量子信息創新團隊

基本介紹

• 中文名：范桁
• 國籍：中國
• 職業：研究所研究員、博士生導師
• 畢業院校：北京大學

人物簡介

介紹: 范桁

簡歷：

1990年7月，畢業於北京大學，獲學士學位。

1993年7月和1996年7月，西北大學獲得碩士和博士學位。

1996年7月至1999年5月，西北大學現代物理所講師、教授。

1999年5月至2001年5月，東京大學作JSPS外國人特別研究員。

2001年5月至2004年5月，日本科技振興事業團（JST）ERATO Researcher.

2004年5月至2005年，加州大學洛杉磯分校（UCLA）博士後。

2005年4月，入選中科院“百人計畫”，進入中國科學院物理研究所工作。

2005年11月至今，中國科學院物理研究所 研究員、博士生導師、固態量子信息與計算實驗室主任。

主要研究方向

量子計算和量子模擬理論與實驗研究，主要關注各種量子現象利用量子計算方法的模擬，比如量子多體、量子相變、量子動力學、量子化學等的量子模擬，量子計算研究關注各種量子算法的實現，量子邏輯門的物理實現，量子糾錯碼的實現等。現集中於：（i）超導量子計算理論與實驗；（ii）與金剛石NV中心實驗合作；（iii）量子現象模擬、量子虛擬機.

過去的主要工作及獲得的成果

發表SCI論文240餘篇，其中2篇長篇綜述Physics Reports, 2篇Nature Communications, 3篇Physical Review X, 9篇Physical Review Letters, 90餘篇Phys.Rev.A/B/D, 17篇Scientific Reports, 10餘篇APL/NPB/PLB.
發表的文章被他人引用4100餘次, h因子35。
從本世紀開始研究領域集中在量子計算和量子信息處理, 在這方面的主要工作有：
（1）在量子計算和量子模擬方向取得一系列成果。和實驗組合作，利用不同量子比特系統模擬量子現象，比如利用超導量子比特實現了多體局域化，首次定量確認了糾纏熵隨時間對數增長這一結果。
（2）在量子克隆的研究中取得一系列的結果，其中相位克隆由范桁和義大利研究組率先提出，取得較為普遍的承認，並被數個實驗組在不同系統實現和驗證。
（3）研究了VBS態量子糾纏的性質，並指出其和關聯函式存在緊密地關係。
（4）在量子糾纏理論，量子通道容量等方面也做出一系列成果，其中曾率先提出量子糾纏階化等級的概念。
（5）指出凝聚態模型不同量子相在絕熱量子計算中的能力是不同的(Nature子刊2012發表)：參考物理所2012年科研動態
（6）提出各向異性拉比模型

代表性論文

Short list：
16) Ming-Liang Hu, Xueyuan Hu, Jieci Wang*, Yi Peng, Yu-Ran Zhang,Heng Fan*,
Quantum coherence and geometric quantum discord,
Physics Reports 762-764, 1-100 (2018).參看物理所科研動態2018年63期.
15) Zhao-Yu Han, Jun Wang,Heng Fan, Lei Wang*, Pan Zhang*,
Unsupervised Generative Modeling Using Matrix Product States,
Phys. Rev. X 8, 031012 (2018).參看物理所科研動態2018年45期.
14) Yu-Ran Zhang, Yu Zeng,Heng Fan*, J. Q. You*, and F. Nori*,
Characterization of topological states via dual multipartite entanglement,
Phys. Rev. Lett. 120, 250501 (2018).參看物理所科研動態2018年36期.
13) K. Xu, J. J. Chen, Y. Zeng, Y. R. Zhang, C. Song, W. X. Liu, Q. J. Guo, P. F. Zhang, D. Xu, H. Deng, K. Q. Huang, H. Wang*, X. B. Zhu*, D. N. Zheng,Heng Fan*,
Emulating many-body localization with a superconducting quantum processor,
Phys. Rev. Lett. 120, 050507 (2018). 參看物理所科研動態2018年17期.
12) G. Q. Liu, J. Xing, W. L. Ma, P. Wang, C. H. Li, H. C. Po, Y. R. Zhang,Heng Fan, R. B. Liu, and X. Y. Pan,
Single-shot readout of a nuclear spin weakly coupled to a nitrogen-vacancy center at room temperature,
Phys. Rev. Lett. 118, 150504 (2017).參看物理所科研動態2017年13期.
11) G. Q. Liu, Y. R. Zhang, Y. C. Chang, J. D. Yue,Heng Fan*and X. Y. Pan*,
Demonstration of entanglement-enhanced phase estimation in solid,
Nature Commun. 6, 6726 (2015).參看物理所科研動態2015年11期.
10) F. Franchini*, J. Cui, L. Amico,Heng Fan*, M. Gu, L. C. Kwek, V. Korepin* and V. Vedral,
Local convertibility and the quantum simulation of edge states in many-body systems
Phys. Rev. X 4, 041028 (2014). 參看物理所科研動態2014年39期部分內容.
9) H. J. Liu, L. Jiao, F. Yang, Y. Cai, X. X. Wu, W. K. Ho, C. L. Gao, J. F. Jia, N. Wang,Heng Fan, W. Yao, and M. H. Xie,
Dense network of one-dimensional mid-gap metallic modes in monolayer MoSe2 and their spatial undulations,
Phys. Rev. Lett. 113, 066105 (2014). 參看物理所科研動態2014年39期部分內容。
8)Heng Fan*, Y. N. Wang, L. Jing, J. D. Yue, H. D. Shi, Y. L. Zhang, and L. Z. Mu,
Quantum cloning machines and the applications,
Phys. Rep. 544, 241 (2014). 參看物理所科研動態2014年39期部分內容。
7) Q. T. Xie, S. Cui, J. P. Cao, L. Amico* andHeng Fan*,
Anisotropic Rabi model,
Phys. Rev. X 4, 021046 (2014). 參看物理所科研動態2014年16期。
6) D. Wang, Z. Liu*, J. P. Cao andHeng Fan*,
Tunable band topology reflected by fractional quantum Hall states in two-dimensional lattices,
Phys. Rev. Lett. 111, 186804 (2013). 參看物理所科研動態2013年61期。
5) Z. Liu, E. J. Bergholtz,Heng Fanand A. M. Lauchli,
Fractional Chern insulators in topological flat bands with higher Chern number,
Phys. Rev. Lett. 109, 186805 (2012). 參看物理所科研動態2012年42期。
4) J. Cui, M. Gu, L. C. Kwek, M. F. Santos,Heng Fanand V. Vedral,
Quantum phases with differing computational power,
Nature Commun. 3, 812 (2012). 參看物理所科研動態2012年10期。
3)Heng Fan, V. Korepin, V. Roychowdhury,
Entanglement in a Valence-Bond-Solid State,
Phys. Rev. Lett. 93, 227203 (2004).
2)Heng Fan,
Distinguishability and indistinguishability by local operations and classical communication,
Phys. Rev. Lett. 92, 177905 (2004).
1) X. M. Ding,Heng Fan, K. J. Shi, P. Wang and C. Y. Zhu,
W algebra in the SU(3) parafermion model.
Phys. Rev. Lett. 70, 2228 (1993).

研究課題及展望

量子計算和量子信息及其相關課題。主要關注量子計算的物理實現，量子計算和量子信息基本問題，量子信息處理及凝聚態理論的相互關聯。 在研項目為： “百人計畫”項目； 自然科學基金項目； 中科院知識創新項目； “973”項目； 中科院B類戰略先導專項“拓撲物態與量子計算”，主持“超導量子模擬”項目