张大剑/ 教授

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同专业博导

同专业硕导

  • -博士生导师

  • -硕士生导师

  • -教师英文名称:Dajian Zhang

  • -入职时间:2020-06

  • -所在单位:物理学院

  • -职务:教授

  • -学历:博士研究生毕业

  • -办公地点:济南市历城区山大南路27号山东大学中心校区知新楼C座1004

  • -性别:男

  • -联系方式:

  • -学位:博士生

  • -职称:教授

  • -毕业院校:山东大学

  • -学科:理论物理,原子与分子物理

研究领域

量子信息是量子物理和信息科学交叉形成的前沿研究方向,主要研究如何利用量子系统实现信息的存储、传输、处理、计算和提取。与传统信息技术主要依赖经典比特不同,量子信息以量子态为信息载体,利用量子叠加、量子纠缠、量子相干性和量子测量等独特性质,为信息科学提供了全新的物理资源和理论框架。量子信息的重要性在于,它不是简单地把经典信息技术“量子化”,而是从量子力学的基本规律出发,重新思考信息的表示、传递和处理方式。在经典信息处理中,信息通常具有确定的取值;而在量子信息处理中,信息可以以更加丰富的方式存在,并且不同量子信息处理系统之间能够形成强关联。这些非经典特征使量子系统在计算、通信和测量等任务中可能展现出超越经典技术的能力。

经过数十年的持续发展,量子信息已经形成了多个重要研究方向。量子计算关注如何利用量子体系完成特定计算任务,在量子模拟、优化问题和复杂系统计算等方面具有潜在优势。量子通信研究量子态传输和量子纠缠分发,致力于实现基于物理规律保障的信息安全。量子精密测量利用量子资源提升测量灵敏度,在时间频率标准、弱磁场探测、引力波探测和量子传感等领域具有重要应用前景。近年来,量子人工智能、量子机器学习和量子优化等新兴方向也快速发展,进一步拓展了量子信息与现代信息技术的交叉边界。

本团队主要从事量子信息方向的理论研究,重点关注量子精密测量、量子测量优化及相关数学方法。我们的研究围绕量子系统中的信息获取与测量极限展开,核心问题包括:如何从有限实验数据中高效提取量子系统的关键物理信息;如何设计最优或近似最优的量子测量方案;如何刻画量子系统对待测参数变化的敏感性;如何利用对称性、低秩结构、半定规划和随机采样等方法降低实际量子测量任务中的资源开销。相关研究既具有清晰的物理动机,也需要运用线性代数、矩阵分析、凸优化、概率统计和数值计算等数学工具。

我们的研究强调基础理论、数学方法与潜在应用之间的有机结合。一方面,我们关注量子测量、量子参数估计和量子资源理论中的基本问题,力图揭示量子系统中信息获取的极限规律;另一方面,我们也重视发展面向实际量子技术的可操作理论方法,例如有限样本条件下的量子 Fisher 信息估计、噪声环境中的量子精密测量、少量测量数据下的量子相干性刻画等,以及适用于复杂量子系统的高效数值算法。量子信息是一个高度交叉、快速发展并充满挑战的前沿研究领域,适合对理论物理、数学方法、计算模拟和信息科学感兴趣的同学长期深入探索。我们欢迎具有物理、数学、计算机或相关背景的同学加入,一起研究量子科技中的基础理论问题,探索量子信息处理的极限、方法与未来应用。


专利

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著作成果

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