國立臺灣大學物理學系

• 國立臺灣大學物理系副教授 2023.8-
• 新加坡南洋理工大學物理數學院 副教授 2022.09 – 2023.07
• 新加坡南洋理工大學物理數學院 助理院長 2023.01 – 2023.05
• 新加坡南洋理工大學物理數學院 南洋助理教授 2013.09 – 2022.08
• 美國加州大學柏克萊分校 博士後研究員 2009.01 – 2013.07

• 2022    玉山青年學者
• 2022    2030 跨世代國際年輕傑出學者
• 2018    青年學者研究獎，新加坡南洋理工大學，物理數學院
• 2013    新加坡國家研究基金會學者獎

       我的主要研究方向為冷原子物理實驗，包括冷原子干涉儀，量子光學、量子感測、及精密量測。從2013年以來，我們研究團隊發展中空光晶格光纖的冷原子實驗平台，是全世界在這個領域的領先團隊。其中，實現了第一個於中空光晶格光纖中的物質波干涉儀，此研究將拓展許多量子科技的應用，包括量子感測與精密量測。

       在中空光晶格光纖的冷原子實驗。我們繼續將其開發成不需要任何超高真空腔的微小型原子干涉感測器。例如，小型化和高空間解析度光纖感測器可以嵌入岩石或土壤的微小間隙中，以測量現場層析成像和地球物理學的重力異常。此微小型冷原子感測器也可用來量測微小生物與材料產生的微弱磁場。在基礎物理學方面，這個設備將具有研究短程力(short-range force)和測量牛頓重力常數G的靈敏度。在量子存儲(quantum memory)中，光纖提供了可擴展的平台來增加原子的光密度，同時維持冷原子的溫度，從而同時實現高效率和長存儲時間，克服自由空間平台的障礙，大大的增進量子網路與量子中繼器的效率(quantum repeater)。

       近期團隊研究由光晶格形成的諧振子中原子的量子控制。例如，實現原子在光晶格中的薛丁格貓態(Schrödinger cat state )干涉儀。此外，最近通過一維光晶格的電位的突然變化我們實現了量子壓縮(quantum squeezing)態的快速生成。這是第一個實現量子物理教科書中瞬間量子壓縮理論的實驗。此舉克服了量子速度限制(quantum speed limit)，產生比以前的方法快三個數量級的量子壓縮。我們計劃在這平台上演示連續變量量子信息的操控，例如雙模壓縮態(two-mode squeezed state)、遙傳(teleportation)和密集編碼(dense coding)。我們也計劃擴展和結合這些結果，研究基於三維光晶格中的冷原子的三軸陀螺儀。長期目標是使用物質波而非光，使陀螺儀小型化，同時保持其靈敏度和靈活性。

1. Mingjie Xin, Wui Seng Leong, Zilong Chen, Yu Wang, and Shau-Yu Lan. Rapid quantum squeezing by jumping harmonic oscillator's frequency. Phys. Rev. Lett. 127, 183602 (2021).
2. Wui Seng Leong, Mingjie Xin, Zilong Chen, Shijie Chai, Yu Wang, and Shau-Yu Lan. Large array of Schrödinger cat states facilitated by an optical waveguide. Nat Commun 11, 5295 (2020).
3. Zilong Chen, Hong Ming Lim, Chang Huang, Rainer Dumke, and Shau-Yu Lan. Quantum enhanced velocimetry with Doppler-broadened atomic vapor. Phys. Rev. Lett. 124, 093202 (2020).
4. Mingjie Xin, Wui Seng Leong, Zilong Chen, and Shau-Yu Lan. Transporting long-lived quantum spin coherence in a photonic crystal fiber. Phys. Rev. Lett., 122, 163901 (2019).
5. Mingjie Xin, Wui Seng Leong, Zilong Chen, and Shau-Yu Lan. An atom interferometer inside a hollow-core photonic crystal fiber. Sci. Adv. 4, e1701723 (2018).
6. Pei-Chen Kuan, Chang Huang, Wei Sheng Chan, Sandoko Kosen, and Shau-Yu Lan. Large Fizeau’s light-dragging effect in a moving electromagnetically induced transparent medium. Nat Commun 7, 13030 (2016).
7. Brian Estey, Chenghui Yu, Holger Müller, Pei-Chen Kuan, and Shau-Yu Lan. High Resolution Atom Interferometers with Suppressed Diffraction Phases. Phys. Rev. Lett., 115, 083002 (2015).
8. Shau-Yu Lan, Pei-Chen Kuan, Brian Estey, Damon English, Justin Brown, Michael Hohensee, Holger Müller. A clock directly linking time to a particle’s mass. Science, 339, 554. 16 (2013).
9. Shau-Yu Lan, Pei-Chen Kuan, Brian Estey, Philipp Haslinger, and Holger Müller. Influence of the Coriolis force in atom interferometry. Phys. Rev. Lett. 108, 090402 (2012).
10. S.-Y. Lan, A. G. Radnaev, O. A. Collins, D. N. Matsukevich, T. A. B. Kennedy and A. Kuzmich. A multiplexed quantum memory. Optics Express 17, 13639 (2009).
11. S.-Y. Lan, S. D. Jenkins, T. Chaneliѐre, D. N. Matsukevich, C. J. Campbell, R. Zhao, T. A. B. Kennedy, and A. Kuzmich. Dual species matter qubit entangled with light. Phys. Rev. Lett. 98, 123602 (2007).
12. T. Chaneliѐre, D. N. Matsukevich, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, R. Zhao, T.A.B. Kennedy, and A. Kuzmich. Quantum interference of electromagnetic fields from remote quantum memories. Phys. Rev. Lett. 107, 113602 (2007).
13. D. N. Matsukevich, T. Chaneliere, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, T.A.B. Kennedy, and A. Kuzmich. Deterministic single photons via conditional quantum evolution. Phys. Rev. Lett. 97, 013601 (2006).
14. D. Matsukevich, T. Chaneliere, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, T.A.B. Kennedy, and A. Kuzmich. Entanglement of remote atomic qubits. Phys. Rev. Lett. 96, 030405 (2006).
15. D. Matsukevich, T. Chaneliere, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, T.A.B. Kennedy, and A. Kuzmich. Observation of dark-state polariton collapses and revivals. Phys. Rev. Lett. 96, 033601 (2006).
16. T. Chaneliѐre, D. N. Matsukevich, S. D. Jenkins, S.-Y. Lan, T.A.B. Kennedy, and A. Kuzmich. Storage and retrieval of single photons transmitted between remote quantum memories. Nature 438, 833 (2005).
17. D. N. Matsukevich, T. Chaneliѐre, M. Bhattacharya, S.-Y. Lan, S. D. Jenkins, T.A.B.  Kennedy, and A. Kuzmich. Entanglement of a photon and a collective atomic excitation. Phys. Rev. Lett. 95, 040405 (2005).