量子感測為利用如量子干涉、疊加及糾纏等量子特性來提供更為精準、穩定或甚至是一些傳統感測方法所無法達到的量測優勢。近幾年在奈米科學及固態系統量子電腦快速發展的驅使下,利用超導及半導體量子位元及線路來實現嶄新量子感測成為了一個可能的新方向。
我們將著重在利用超導位元及超導超導共振器等電路量子電動力學系統(circuit QED)來對新穎量子材料及元件進行量子感測研究,並探討其中的嶄新物理機制。此外,光子與物質系統也可藉此引發超強耦合進而引發全新物理現象,這些都是近幾年來備受全球重視的嶄新科學發展方向。同時,我們在單一電子同調自旋操控的全球領先技術也是另一研究方向,預計運用可操控之自旋量子位元與欲探索之奈米結構系統進行耦合,並進而偵測其量子態。建立超導、自旋電子與新穎物質材料的量子耦合系統,並利用電子電荷和自旋/谷與微波腔光子的電磁場相干耦合,讓我們能對固態量子材料系統的特殊量子態進行探索,並進而開發出嶄新的研究方法與儀器設備,開拓全新基礎科學研究領域。