复杂量子体系的大尺度模拟

2021年11月24日上午，武汉大学物理科学与技术学院袁声军教授应邀在我校南望山校区东区新综合楼A1104为学院师生作了题为《复杂量子体系的大尺度模拟》的学术报告。学术报告会议由国际银河线路检查中心钟红霞老师主持。

在本次报告中，袁声军教授以褶皱起伏的石墨烯、莫尔超晶格、非整数空间维度的分形结构、没有空间平移对称性的准晶为例引出复杂量子体系。在量子力学中，解决问题的常见方法通常是从寻找时间无关的Schrödinger方程的解开始的。由哈密顿矩阵对角化得到的本征函数可以得到可观测量或物理性质。然而，由于对角化过程中的内存成本和CPU时间与哈密顿矩阵的维数不是线性相关的，这种方法对于复杂的量子系统是不适用的。为了解决这个问题，袁声军教授介绍了紧束缚传播方法（TBPM）来模拟复杂的量子系统，TBPM基于含时Schrödinger方程的数值解，不需要对体系对角化，计算成本和系统复杂度线性相关。在此基础上，袁声军教授详细介绍了团队应用该方法发现了多层扭转石墨烯中的赝磁场，建立了准晶的有效能带结构，研究了分形结构中电子态的局域情况，以及探索了自旋多体系统和通用量子计算机的模拟。最后，袁声军教授还展示了如何结合TBPM与其他著名的数值方法，如密度泛函理论和分子动力学。 袁声军教授对TBPM的探究解析过程讲解细腻、通俗易懂。师生们对报告内容十分感兴趣，积极提问。袁声军教授对大家的问题都一一进行了详细的解答,并做了相关知识点的拓展，师生们均受益匪浅。学术报告会圆满结束。

袁声军教授，2001年本科毕业于浙江大学物理系，2003年德国锡根大学理论物理学硕士毕业，2008年获得荷兰格罗宁根大学计算物理学博士学位。现任武汉大学量子物质能量转换协同创新中心理论部主任，武汉大学理论物理中心副主任，荷兰奈梅亨大学和北京计算科学研究中心客座教授，湖北省青年科协副理事长。曾获得荷兰政府科技部 STW Spin-off Grant Award，荷兰物质基础研究基金会 FOM-Projectruimte Grant Award，入选国家高级人才计划。先后主持和参与多项国家自然科学基金面上项目，理论物理专款项目，国家重点研发计划专项。主要从事复杂量子系统的大尺度模拟，基于紧束缚传播算法开发了一套具有独立自主知识产权的模拟仿真包TBplus。目前共发表 SCI 文章近百篇（其中第一或通讯作者70多篇），包括Nature 1篇，Science 1篇，Nature Physics 1篇, Nature Communications 1篇，Physical Review Letters 4 篇，Physical Review 系列 40篇， National Science Review 2篇, ACS Nano 3篇，SCI总引用5000多次，H因子30。