主题报告：磁 skyrmion 的量子性质与功能

竞争的磁相互作用可能稳定平滑的磁化纹理，可由拓扑绕数表征。此类纹理在二维平面内具有空间局部化，通常称为skyrmion。在经典层面，skyrmion的基本科学意义以及其潜在应用（从自旋器件到非传统计算平台）在近年来受到广泛关注。本篇主题报告考虑skyrmion纹理相关的量子效应：其理论起源、与实验和材料挑战相关的探测，以及如何利用它们进行量子操作的潜力。我们从经典skyrmion开始，讨论其magnon和电子激发，并展示如何通过混合体系结构实现工程化的量子秩序，包括拓扑超导体。随后，我们聚焦于skyrmion纹理本身的量子化，并将其长期skyrmion动力学表述为集体坐标。接下来，我们讨论 helicity的量子化以及宏观量子隧穿现象：这些概念在本质上区别于其经典对应物。展望未来，我们提出适用于量子自旋系统实现skyrmion的材料类别，并确定具有量子操作潜力的器件体系结构。我们在论述进步的实验方法，这是解决拓扑自旋图案量子方面的先决条件，感测其局部动力学响应，以及实现其在磁性系统中预测的功能。