近日，世界科学出版有限公司（World Scientific Publishing Co Pte Ltd）旗下的《现代物理快报B》（Modern Physics Letter B）公布了2022年度最佳论文（TOP Article）榜单，莱斯特国际学院2023届毕业生张汕、王泽洲、刘峻君和物理学院崔博副教授发表的《一维环状光晶格中的冷原子操纵》（Manipulations of Cold Atoms in a One-dimensional Ring Lattice）荣登榜位。

据悉，《现代物理快报B》是被国际数据库SCIE、SCI收录的权威期刊，为凝聚态物理、统计物理以及原子、分子和光学物理领域中最重要和最新的研究成果的快速流通提供了渠道。2022年，该期刊发文量超过400篇，而此次最佳论文榜单仅有6篇文章入选。

超导量子比特作为组建超级计算机无法企及的量子计算机的主要候选者，吸引了众多研究人员的极大兴趣。随着将冷原子装载到光晶格中的成功，基于冷原子系统的量子模拟为通过量子调控实现量子计算奠定了基础。先前的研究表明，原子间相互作用、隧穿速率和耗散共同决定了光晶格中原子的行为。尽管大量文献致力于研究玻色子原子的动力学，直到最近几年，才对具有其他几何结构（如环状）的光晶格的原子动力学进行了研究。

本文从一维光晶格中耗散动力学出发，首先，对冷原子动力学模型在环状光晶格意义下进行改进。在此基础上，一种环状光晶格中的环流现象被详细讨论，并结合环状光晶格的对称情况（图1）给出了环流产生条件，即对称破缺。为定量分析环流效应的大小，文章基于质心流动的方式和置换坐标系方法建立起相对环流大小模型（图2）。接着，文章在低耗散下对环流的量子效应的变化做出简要描述（图3）。最后，文章讨论了三个冷原子群初态分布的环状光晶格流域划分（图4）。

图1 环状光晶格的三种对称形式

图2 置换坐标系示意图

图3 低耗散下环流量子效应研究组图

图4 环状光晶格流域划分示意图

该研究工作源自崔博老师指导的大学生创新训练项目《光晶格中冷原子量子输运性质研究》和《开放量子系统耗散动力学研究》（项目均取得优秀结题，评选比例5%）。张汕负责文献综述、论文撰写、环流流域方面的数值模拟等工作；王泽洲负责主方程推导、对称讨论、置换坐标系方法、若干数学证明、环流模拟、低耗散下环流量子性质、图像绘制等工作；刘峻君负责环流数据处理、环流流域数据处理、图像绘制等工作。

（毕业后，张汕将赴清华大学攻读机械工程博士学位，王泽洲将赴复旦大学攻读数学博士学位，刘峻君将赴哥伦比亚大学攻读统计学硕士学位）

此外，2021级本科生杨成龙、张琪在崔博老师的指导下继续沿着该课题方向不断深入研讨，项目《光晶格中冷原子量子输运性质研究》荣获第十九届大连理工大学攀登杯创新创业竞赛一等奖，并通过学校推荐参加第十六届“挑战杯”辽宁省大学生课外学术科技作品竞赛。

攀登杯竞赛宣传展板

回首过往，莱斯特国际学院学生在各类科创比赛、科研项目均取得优良成果，学院始终高度重视培养学生的科技创新意识、科技创新精神和科技创新能力。未来，学院将继续立足专业特色、聚焦学生特点，搭建科技育人平台，创新引领优良学风，拓宽学生国际视野，不断提升学生综合能力，助力学校一流大学建设新征程“加速跑”！

附项目成员信息：

张  汕，过控1903班，班主任：张文君，辅导员：董  睿

王泽洲，数理1901班，班主任：郭庆杰，辅导员：董  睿

刘峻君，数理1902班，班主任：崔  博，辅导员：董  睿

杨成龙，过控2102班，班主任：孙珊珊，辅导员：唐子宇

张  琪，过控2101班，班主任：占敬敬，辅导员：唐子宇