非常規磁體、神經量子態、等離激元、智能計算 | 本周物理講座

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報告人：Nisarga Paul，Caltech

時間：12月3日（周三）10:00

單位：中國科學院物理研究所

Zoom：https://mit.zoom.us/j/97042856020

摘要：

Variational wavefunctions offer a practical route around the exponential complexity of many-body Hilbert spaces, but their expressive power is often sharply constrained. Matrix product states, for instance, are efficient but limited to area law entangled states. Neural quantum states (NQS), a variational class based on neural networks, have recently become a state-of-the-art variational method for quantum many body physics, yet little is known about their fundamental constraints. Here we prove that feed-forward neural quantum states acting on n spins with k scalar nonlinearities, under certain analyticity assumptions, obey a bound on entanglement entropy for any subregion: S

報告人簡介：

Nisarga Paul is a Burke postdoctoral fellow at California Institute of Technology whose interests lie in quantum many-body physics, topological materials, and computational methods. He completed his PhD at MIT where he worked on moiré materials and fractional quantum Hall physics.

2

報告人：劉奇航，南方科技大學

時間：12月3日（周三）14:30

單位：中國科學院物理研究所

地點：物理所A樓332會議室

摘要:

隨著反鐵磁自旋電子學的發展，具有多樣化磁結構的磁性材料獲得了廣泛關注。其中備受矚目的是“非常規磁體”——這類材料在呈現反鐵磁構型的同時，展現出類似鐵磁體的物理特性。以交錯磁體為代表的非常規磁體有望融合鐵磁與反鐵磁材料的雙重優勢，兼具高存儲密度、低能耗、電控特性與超快動力學等突出特點。本次報告從描述磁幾何結構的對稱性理論——自旋群理論出發，系統探討非常規磁體不同維度的對稱性設計策略與材料寶庫，涵蓋自旋劈裂（交錯磁體）、反常霍爾效應、量子幾何、多鐵性以及拓撲磁振子等研究方向。

報告人簡介:

劉奇航，南方科技大學教授，本科及博士均畢業于北京大學物理學院。主要從事凝聚態物理與計算材料研究，研究興趣聚焦于量子材料中的對稱性新理論與新效應，以及相關的新材料設計篩選。發表SCI論文100余篇，包括Nature、Nat. Phys.、PRX、PRL、Natl. Sci. Rev.等，H指數48。2025年獲批國自然青年基金A類項目（原杰青項目），2023年獲批深圳市杰青項目，2023年獲廣東省青年科技創新獎。

3

報告人：沈健，復旦大學

時間：12月3日（周三）15:00

單位：北京大學物理學院

地點：西563會議室

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報告人：王攀，浙江大學

時間：12月3日（周三）15:10

單位：北京大學物理學院

地點：物理學院中212教室

摘要：

金屬表面等離激元結構能夠突破衍射極限實現原子尺度的光場局域及增強，同時具備電學兼容獨特優勢，因此在原子尺度光-電-物質相互作用前沿研究和納米光電子器件應用中展現出重要潛力。其中，超薄金屬間隙和超薄金屬膜結構是典型代表。然而，當這些結構的特征尺寸（如間隙大小或膜厚）減小至納米甚至亞納米尺度，若采用常規粗糙多晶金屬材料進行制備則會面臨光學損耗大（甚至失效）、光譜響應一致性差以及電學集成易擊穿等顯著問題。近年來，針對上述挑戰，我們提出并發展了系列損耗接近理論極限的單晶等離激元極端光場局域及光電融合結構，包括：首次實現二維單晶金片及其等離激元納米結構原子級精度制備，并以此為基礎構建了超薄金-二維半導體功能復合結構，展示了其在增強原子尺度光與物質相互作用等方面的獨特優勢；提出并制備了損耗接近理論極限的單晶等離激元納腔，并在此基礎上成功研制出光電融合等離激元納腔，實現了等離激元高效電激發及調控。上述研究為探索原子尺度下的光-電-物質相互作用提供了新平臺，同時也為等離激元器件小型化與集成化應用開辟了新路徑。

報告人簡介：

王攀，浙江大學長聘副教授，浙江全省光電子信息技術重點實驗室副主任。分別于2008年和2013年獲得浙江大學學士和博士學位，之后在英國倫敦國王學院物理系從事博士后研究工作，于2019年加入浙江大學光電科學與工程學院。主要從事表面等離激元極端光場局域、調控及器件應用研究，首次實現二維單晶等離激元材料及結構原子級精度制備、原子尺度光電融合等離激元結構及器件等，相關成果發表在Nature Nanotechnology、Nature Communications、Science Advances等期刊。

5

報告人：于小泉，Graduate School of China Academy of Engineering Physics

時間：12月3日（周三）15:30

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6620

摘要：

We propose a framework for topological soliton dynamics in trapped spinor superfluids, decomposing the force acting on the soliton by the surrounding fluid into the buoyancy force and spin corrections arising from the density depletion at soliton core and the coupling between the orbital motion and the spin mixing, respectively. Our formulation applies to large-amplitude soliton motion in general superfluids with spin degrees of freedom under arbitrary external potentials. For ferrodark solitons (FDSs) in spin-1 Bose-Einstein condensates, the spin correction could diverge, change the direction of the total force, and enable mapping the FDS motion in a harmonic trap to the atomic-mass particle dynamics in an emergent quartic potential. Initially placing a type-I FDS near the trap center, a single-sided oscillation happens, which maps to the particle moving around a local minimum of the emergent double-well potential. As the initial distance of a type-II FDS from the trap center increases, the motion exhibits three regimes: trap-centered harmonic and anharmonic oscillations followed by single-sided oscillations. Correspondingly the emergent quartic potential undergoes a transition from a single minimum to a double-well shape, where the particle motion shifts from oscillating around the single minimum to crossing between two minima via the local maximum, then the symmetry-breaking motion around one of the two minima. In a hard-wall trap with linear potential, the FDS motion maps to a harmonic oscillator.

報告人簡介：

Xiaoquan Yu（于小泉） is an assistant professor at Graduate School of China Academy of Engineering Physics (GSCAEP). He obtained his PhD in theoretical physics in 2012 from SISSA.?From 2013-2015 he conducted postdoctoral research at New Zealand institute for advanced study. He started to work at the physics department of the University of Otago as a research fellow in 2015. In 2019 he joined GSCAEP. His research focuses on quantum fluids, vortex dynamcis, topological solitons, turbulence and disordered quantum systems.

6

報告人：戴希，香港科技大學

時間：12月4日（周四）10:00

單位：中國科學院物理研究所

地點：M樓234會議室

摘要：

In this seminar, I will first introduce the main concepts of bilayer exciton insulator, a new type of charge neutral quantum liquid recently realized in 2D materials. Then I will mostly focus on the electromagnetic responses of bilayer excitonic insulators (EIs) and identify two distinct collective modes: (1) Two gapped plasmon modes couple to the layer symmetric gauge field. The transverse mode is nearly dispersionless in the long wavelength limit, while the longitudinal mode, accounting for total charge fluctuations, has a linear dispersion with velocity proportional to 2D electrical polarizability. (2) A gapless phase (Goldstone) mode and a gapped amplitude mode, associated with the fluctuations of EI order parameter, couple to the layer antisymmetric gauge field. In the long wavelength and low frequency limit, the phase mode behaves like an acoustic phonon with speed inversely proportional to the square root of exciton compressibility. Significantly, its linear dispersion yields a cubic frequency dependence of the real admittance in microwave impedance microscopy (MIM), providing a method to detect the Goldstone mode directly.

報告人簡介：

戴希，香港科技大學物理學系講座教授，理論物理學家。1989～1996年就讀于浙江大學，先后獲得工學學士、理學碩士學位。1999年獲得中國科學院理論物理研究所理學博士學位，隨后前往香港科技大學從事博士后研究；2001年至2004年先后在美國波士頓學院和新澤西州立羅格斯大學物理系從事博士后研究工作；2004年進入香港大學物理系工作；2007年回到中國科學院物理研究所工作，擔任研究員、博士生導師；2009年擔任北京凝聚態物理國家實驗室副主任；2011年獲得國家杰出青年科學基金資助；2017年進入香港科技大學工作，擔任教授；2018年任香港科技大學講座教授；2023年獲得第二期新基石研究員項目資助。戴希一直從事強關聯電子材料、計算材料科學、量子磁學、超導體和非常規超導體方面的研究，迄今共發表SCI論文200余篇，被引5萬余次，2014年起連續十年入選科睿唯安“全球高被引科學家”。戴希曾獲中國科學院青年科學家獎，全球華人物理學會亞洲杰出科技成就獎，周光召基礎科學獎，周培源物理獎，美國物理學會會士，美國物理學會James C. McGroddy新材料獎，國家自然科學獎一等獎，未來科學大獎等。

7

報告人：楊一龍，北京大學

時間：12月4日（周四）10:00

單位：中國科學院理論物理研究所

地點：南樓6620

摘要：

Ab initio nuclear theory aims to develop a predictive understanding of nuclei in terms of the nuclear forces between constituent nucleons. A major challenge is to solve the nuclear many-body problem, due to the complex many-body correlations induced by nuclear forces. In this talk, I will introduce a novel nuclear many-body method, the neural-network quantum Monte Carlo approach. This approach utilizes the strong expressive power of neural networks to encompass many-body correlations. Its accuracy can rival or even surpass that of conventional quantum Monte Carlo methods, which are based on imaginary-time propagation and suffer from the sign problem. I will also introduce its recent application in peripheral neutron-alpha scattering. This process is demonstrated to be a clean and sensitive probe to the long-range three-nucleon forces predicted by chiral symmetry.

8

報告人：李保文，南方科技大學

時間：12月4日（周四）15:00

單位：北京大學物理學院

地點：物理大樓中212報告廳

摘要：

熱二極管理論在2004年提出，已經有多個實驗演示了其可行性，也激發了其他領域的同行提出了聲學二極管，彈性波二極管，熱輻射二極管等新型器件的研究，在工程領域里，熱二極管已經逐漸被認可并開始在熱管理方面得到應用。

這個報告將介紹熱二極管對提高固態制冷（彈卡制冷和熱電制冷）效率和減少固態制冷器件的尺寸方面的內容，還將講述聲子物理在幾個萬億級產業包括半導體芯片/集成電路， 人工智能，低空飛行器和電動汽車等中的應用，以及課題組最近在智能熱材料方面的工作。

報告人簡介：

李保文，南方科技大學物理系/材料系雙聘講席教授 。歐洲人文與自然科學院（Academia Europaea, https://www.ae-info.org）院士，美國物理學會會仕， 國家特聘專家（2012），曾任美國博爾德科羅拉多大學機械工程系/物理系冠名終身教授 （2015-2021），2014/2015伯克利加州大學斯普林格講席教授，新加坡國立大學物理系終身教授（2000-2015）。

李教授是新興研究領域-聲子學和熱超結構材料研究的開拓者，因發明熱二極管和熱三極管等聲子熱器件以及對微納尺度聲子熱輸運研究的杰出貢獻被授予2017年國際聲子學會布里淵獎，2005年新加坡國家科學獎，2005年海外華人物理家和天文學家組織的亞洲成就獎。

李教授撰寫和合著了400多篇論文，包括3篇“現代物理評論”（RMP）, 30 篇物理評論快報（PRL）。引用次數超過37000次，H指數101。培養博士和博士后110多人包括7位青年QR和6位JQ/WR/QR/CJ。

9

報告人：Dr. David Abergel，Nature Physics

時間：12月4日（周四）10:00

單位：中國科學院物理研究所

地點：M樓236會議室

摘要：

What happens to your paper after you submit it to a journal is not always clear from the outside, but it’s helpful for authors to understand the editorial process so that they can navigate it smoothly. In this talk, we will unpack this process and explain how editors make their decisions. We will introduce Nature Physics (and other journals in the Nature Portfolio) and describe how we see our role in the scientific community and what we are trying to achieve. Building on that, we will discuss how we select papers for peer review based on the likely breadth of interest in the results that they contain, and how we interpret the information in peer review reports in terms of technical and editorial concerns. We'll also leave plenty of time for questions and discussion.

報告人簡介：

Before joining Nature Physics in 2017, David carried out theoretical research on graphene and other 2D materials, and topological and strongly-correlated systems. He completed a Ph.D at Lancaster University in 2007, and then did post-doctoral work at the University of Manitoba in Canada and the University of Maryland in the USA before undertaking an Assistant Professorship at Nordita, the Nordic Institute for Theoretical Physics in Stockholm, Sweden. David became Chief Editor of Nature Physics in 2022.

10

報告人：盛少祥，浙江錢塘高等研究院

時間：12月5日（周五）10:00

單位：中國科學院物理研究所

地點：A樓232會議室

摘要：

電子、聲子及其相互作用在關聯材料所呈現的復雜物理現象中扮演著關鍵角色，在原子尺度上研究電子和聲子的動力學過程，對揭示這些現象背后的微觀機制具有重要意義。通過將太赫茲（THz）和飛秒脈沖與掃描隧道顯微鏡（STM）結合，我們實現了原子尺度上電子與聲子動力學的超高時空分辨測量。針尖增強的THz電場可以在樣品和針尖之間產生超快的庫侖力作用，從而激發樣品中的相干聲學聲子，同時超快的電場還能驅動樣品表面電子的運動，調制樣品表面局域電荷分布。通過分析THz探測脈沖誘導的隧穿電流，我們能夠在原子尺度上探測晶格與電荷序參量的動態演化過程。進一步幾何超快飛秒激光，我們實現了對單分子激發態動力學和材料中非線性光學響應的原子級表征。我們的研究結果展示了在原子尺度上測量并相干調控聲子、電子運動以及相變過程的可行性，為深入理解和操控關聯體系中的非平衡態開辟了新的實驗路徑。

報告人簡介：

盛少祥，2018年博士畢業于中國科學院物理研究所，隨后在德國斯圖加特大學和馬克斯普朗克固體研究所從事博士后研究，期間獲得德國洪堡學者。2025年4月回國加入浙江錢塘高等研究院，任預聘副教授。主要從事超快激光與掃描探針顯微技術的耦合及量子材料中原子尺度電子和聲子的超快動力學研究。

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