โครงการ QSURE มีหัวข้อวิจัยในเชิงทฤษฎี การทดลอง และการสร้างแบบจำลอง โดยแบ่งเป็น 5 กลุ่มวิจัยหลักดังนี้ รายละเอียดพผสังเขปของแต่ละหัวข้อวิจัยสามารถดูได้ข้างล่าง

กลุ่มวิจัย Quantum Properties of Materials (การทดลอง)

• ตัวอย่างหัวข้อวิจัยในกลุ่มนี้ เช่น photonics crystals, surface plasmon resonance, quantum magnetism and quantum measurements in carbon nanotubes
• คณาจารย์ในกลุ่มวิจัยนี้ได้แก่ ผศ. ดร. ธนากร โอสถจันทร์, ผศ. ดร. เติมศักดิ์ ศรีศิรินทร์, ผศ. ดร. กิตติวิทย์ มาแทน, ดร. ยอดชาย จอมพล, และ ดร. อัศวิน สินทรัพย์

กลุ่มวิจัย Quantum Optics and Applied Optics (การทดลอง)

• ตัวอย่างหัวข้อวิจัยในกลุ่มนี้ เช่น qquantum metrology, two-photon absorption, quantum spectroscopy , quantum gate using photons
• คณาจารย์ในกลุ่มวิจัยนี้ได้แก่ ผศ. ดร. รัชภาคย์ จิตต์อารีย์, ดร. วิทูร ชื่นวชิรศิริ, ดร. อัศวิน สินทรัพย์, ดร. วิศิษฐ์ สิงห์สมโรจน์ และ ดร. พฤฒิ กาฬสุวรรณ

กลุ่มวิจัย Quantum Modeling (การคำนวณและสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์)

• ตัวอย่างหัวข้อวิจัยในกลุ่มนี้ เช่น simulation of properties of photonics crystal from nanoparticles, quantum KKR calculation in magnetic nanowire, quantum qbits simulation in tight-binding model
• คณาจารย์ในกลุ่มวิจัยนี้ได้แก่ ผศ. ดร. ธนากร โอสถจันทร์, ผศ. ดร. มัลลิกา ซื่อวัฒนะ, ดร. วรศักดิ์ สุขบท และ ดร. ทวีนันท์ เชี่ยวชาญชำนาญกิจ

กลุ่มวิจัย Quantum Theory (ทฤษฎี)

• ตัวอย่างหัวข้อวิจัยในกลุ่มนี้ เช่น quantum field theory, quantum open system, quantum decoherence, quantum information
• คณาจารย์ในกลุ่มวิจัยนี้ได้แก่ ผศ. ดร. พิเชษฐ กิจธารา, ดร. อุดม รอบคอบ, ดร. อุมาพร นันทาปลูก และ ดร. สุจินต์ สุวรรณะ

Other Topics in Physics

• ตัวอย่างหัวข้อวิจัยในกลุ่มนี้ เช่น Galaxy Morphology (ดร. สุรพงษ์ อยู่มา), Seismic Imaging (ดร. ชัยวุฒิ บุญญศิริวัฒน์), Econophysics (ดร. สุจินต์ สุวรรณะ)

หัวข้อวิจัย : Quantum Structures from Layer by Layer Technique
นักวิจัย: ผศ. ดร. ธนากร โอสถจันทร์
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: เทคนิค Layer by Layer (LbL) เป็นการเตรียมฟิล์มบางจากสารที่มีประจุบวกสลับกับประจุลบ ทำให้สามารถกำหนดจำนวนชั้นโมเลกุลได้อย่างแน่นนอน ถ้าใช้สารประจุบวกลบที่มีช่องว่างแถบพลังงานที่ต่างกันแล้วฟิล์มชั้นสารที่ได้จะสามารถเกิดเป็นลักษณะโครงสร้างบ่อควอนตัม

หัวข้อวิจัย : Photonics Crystal from Nanoparticles
นักวิจัย: ผศ. ดร. ธนากร โอสถจันทร์
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: โดยทั่วไปผลึกเป็นการเรียงตัวอย่างมีระเบียบของอะตอม ซึ่งสามารถใช้กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายการเป็นคลื่นนิ่งของฟังก์ชั่นคลื่นทำให้เกิดช่องว่างแถบพลังงานได้ ผลึกโฟโตนิกส์เป็นการการเรียงตัวอย่างมีระเบียบของวัสดุที่มีความต่างของสมบัติทางแสง ซึ่งในที่นี้เป็นอนุภาคนาโนเรียงตัวแบบอนุภาคแขวนลอยในของเหลวด้วยแรงจากของเหลวและจากประจุที่ใส่ไว้ในอนุภาคนาโนเอง ซึ่งการเป็นคลื่นนิ่งของคลื่นแสงทำให้เกิดปรากฏการณ์คล้ายช่องว่างแถบพลังงานได้

หัวข้อวิจัย : Surface Plasmon Resonance Biosensor for Biomedical Application
นักวิจัย: ผศ. ดร. เติมศักดิ์ ศรีศิรินทร์
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป:

หัวข้อวิจัย : Quantum Magnetism
นักวิจัย: ผศ. ดร. กิตติวิทย์ มาแทน
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป:

หัวข้อวิจัย : Quantum Measurement in Carbon Nanotubes
นักวิจัย: ดร. ยอดชาย จอมพล
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: We will experimentally investigate charge transports in single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) field-effect transistor (FET) devices, assembled by the dielectrophoresis technique. Using DC and low-frequency two-terminal conductance measurements, the analysis of data should aid to understand transport mechanism into diffusive, hopping, or ballistic. The measurements will be carried out both at room and liquid nitrogen temperatures, using our in-house lab equipment.

หัวข้อวิจัย : Quantum Spectroscopy
นักวิจัย: ดร. วิทูร ชื่นวชิรศิริ และ ดร. อัศวิน สินทรัพย์
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: เป็นหัวข้อที่เน้นเรื่องการออกแบบและสร้างอุปกรณ์หรือเครื่องมือสำหรับการวัดเชิงสเปกตรัมเพื่อใช้ในการศึกษากระบวนการเชิงแสง (photoactivity) ในสารตัวอย่าง อันจะนำไปสู่ความสามารถในการวิเคราะห์คุณสมบัติทางแสงของสารในระดับจุลภาค โดยจะเน้นที่ความเป็นไปได้ในการสร้างอุปกรณ์และความสามารถในการใช้งานได้จริง จากนั้นจะศึกษาความเป็นไปได้ที่จะออกแบบและพัฒนาขีดความสามารถของเครื่องมือโดยอาศัยสมบัติเชิงควอนตัมต่อไป

หัวข้อวิจัย : Quantum Optics
นักวิจัย: ดร. วิศิษฐ์ สิงห์สมโรจน์ และ ดร. อัศวิน สินทรัพย์
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: Quantum optics is abroad subject which covers a wide range of interesting physics. We want to design and make a single photon source for use in many experiments using single photon (single photon interference), as well as two photons (two-photon interference). Our experiments are focused to study quantum behaviors of light, and they include topics such as spontaneous parametric down-conversion (SPDC), double-slit experiment, Mach-Zehnder interferometer, Michelson interferometer, Hong-Ou Mandel interferometer, photon bunching, quantum eraser, and their applications.

หัวข้อวิจัย : Quantum Gate using Photons
นักวิจัย: ดร. พฤฒิ กาฬสุวรรณ
วิธีการวิจัย: การทดลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: We are interested in studying photon gates which are basic for quantum computing. This topic includes theoretical calculation and experiment, using single-qubit gates and two-qubit gates. This topic is rather new, and we would like to explore it in connection with quantum information.

หัวข้อวิจัย : Ab Initio Calculations of Complex Oxides
นักวิจัย: ผศ. ดร. มัลลิกา ซื่อวัฒนะ
วิธีการวิจัย: แบบจำลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป:

หัวข้อวิจัย : Quantum KKR Calculation in Magnetic Nanowire
นักวิจัย: ดร. กริษณุ ทิวากรศศิธร
วิธีการวิจัย: แบบจำลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: ศึกษาสมบัติทางแม่เหล็กของ nanowire ที่เป็นเส้นแบบเดี่ยว (single wire )ที่มีอะตอมของ Fe เรียงตัวกันที่มียาวประมาณ 10-100 nm ที่ต่อกับ GaAs nanocontact บน GaAs Substrate ซึ่งจะหาโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์และสมบัติทางแม่เหล็กของ nanowire โดยใช้วิธีการคำนวณเชิงควอนตัมที่เรียกว่า Quantum KKR Calculation

หัวข้อวิจัย : Quantum Metrology
นักวิจัย: ดร. พฤฒิ กาฬสุวรรณ
วิธีการวิจัย: แบบจำลอง
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: Quantum metrology คือการนำทฤษฎีควอนตัมมาใช้ในการวัดปริมาณทางฟิสิกส์ ซึ่งจะให้ค่าที่แม่นยำกว่าการใช้วิธีการปรกติ (ซึ่งใช้ classical physics) ปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดความแม่นยำสูงคือความละเอียดอ่อนในการวัดและแพร่ของความคลาดเคลื่อน เราสนใจทำ quantum metrology โดยใช้แสง ความแม่นยำจะเพิ่มขึ้นสูงมากเมื่อเราใช้แสงโฟตอนในสภาวะพัวพันธ์ (entanglement)

หัวข้อวิจัย : Quantum Open System, Quantum Information
นักวิจัย: ดร. สุจินต์ สุวรรณะ
วิธีการวิจัย: ทฤษฎี
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: หัวข้อนี้เกี่ยวกับการศึกษาระบบควอนตัมที่ไม่อยู่ในสภาวะสมดุล (non equilibrium) เช่น ระบบที่ประกอบด้วยหลายส่วน (composite system) การเปลี่ยนแปลงของข้อมูล (information) และเอ็นโทรปี (entropy) คำถามพื้นฐานที่น่าสนใจคือวิวัฒนาการตามเวลา (time evolution) ของระบบเหล่านี้และความสัมพันธ์ของระบบกับพฤติกรรมของเอ็นโทรปี

หัวข้อวิจัย : Anderson Localization
นักวิจัย: ผศ. ดร. ธนากร โอสถจันทร์
วิธีการวิจัย: ทฤษฎี
คำอธิบายหัวข้อโดยสังเขป: Anderson localization เป็นปรากฏการณ์ที่คลื่นหรือพังก์ชั่นคลื่นหยุดการแผ่ขยายตัวเพราะความแปรปรวนของตัวกลางหรือพลังงานศักดิ์ (random medium or random potential) ในกลศาสตร์ควอนตัม การเกิด Anderson localizationของอิเล็กตรอนทำให้สสารเปลี่ยนแปลงสภาพจากความเป็นตัวนำกลายเป็นฉนวน ในหัวข้อวิจัยนี้เราสนใจศึกษา Anderson localization ของโฟตอนหรืออีเล็กตรอนหลายตัว