理学院数理讲坛（2013年第三十四讲）
报告时间：2013年11月25日（周一）上午10：00-11:30。
报告地点：311报告厅
报告题目：Quantum simulation for many body models
报告人：周正威教授（中国科学技术大学）
欢迎感兴趣的老师和学生参加。
摘要：
量子模拟是量子信息科学的一个重要方向。它是指用人工的量子多体系统（如光晶格束缚的冷原子系统，耦合微腔系统，超导约瑟夫森结阵列系统等）去模拟实际的量子系统或是理论上重要的量子多体模型，通过对人工系统的调控来实现被模拟对象的各种状态。
量子磁性是凝聚态物理中一个非常重要的研究领域。而带有阻挫机制的磁性模型由于其丰富的低温行为，而成为几十年来在理论凝聚态领域的研究热点。这里所谓阻挫机制是指具有几何构型的晶格节点之间存在竞争的相互作用。由于这些竞争相互作用的存在，使得系统基态高度复杂。目前，某些重要的阻挫模型与高温超导和铁基超导的微观机制密切相关，同时，也是目前强关联领域所面临的难题，没有有效的数值或解析手段来求解这些模型，因此，这类系统也就成为了量子模拟中非常重要的模拟目标。另外，在量子多体系统中，人们预言了很多奇异的准粒子激发，这些准粒子激发带有非常奇妙的统计，如：非阿贝尔的任意子激发，Kitaev曾提出采用这种具有拓扑保护的任意子激发去实施拓扑量子计算。但是在现实世界中，目前尚未有找的这种激发在真实材料中存在的证据。由于在量子模拟的平台上，存在构建这些特殊的相互作用的可能，因此，模拟这些新奇的量子相，探索量子多体世界的奇妙特性，也是实施量子模拟研究的一个重要的动机。
该报告将介绍我们在阻挫模型和非阿贝尔任意子的量子模拟方向上的研究进展。对于阻挫机制的量子模拟方面，我们主要是对一维磁性阻挫模型在级联微腔系统和超导约瑟夫森结阵列系统中的可能实现方案，以及对二维阻挫模型在光晶格束缚冷原子系统中的物理实现方案。在这些方案中，我们发展了一些调控粒子间相互作用强度的相对大小的方法，以及采用动力学退耦合方式来剪裁粒子间相互作用的办法。另外，我们也研究了对于二维阻挫磁性的奇异量子相进行探测的可能方案。对于非阿贝尔任意子问题上，我们提出了一种基于态制备的方式来模拟Kitaev的quantum double模型拓扑态的方案。
报告人简介：
周正威，1992年进入中国科学技术大学物理系，本-硕-博连读，2001年获得博士学位。而后留校任教。现为中国科学技术大学物理学院教授，中国科学院量子信息重点实验室副主任，中国量子光学学会理事。主要从事量子信息、量子计算和量子模拟的理论研究，在容错量子计算研究、量子纠缠态的度量和检测、强关联系统的量子模拟、低维冷原子系统的物性研究等方面开展了一系列的理论研究工作。目前的工作重点是寻求量子信息和量子光学与量子多体物理的交叉，在人工量子模拟的平台上，提出模拟新奇的量子相并进行有效检测的物理方法，推动量子模拟的实验研究。目前主要研究的物理系统有：腔量子电动力学系统、冷原子系统、超导约瑟夫森结阵列系统。
2004年，作为第四完成人获得国家自然科学二等奖。
2004年，获得教育部新世纪优秀人才计划的支持。
2008年，获得中国科学院卢嘉锡青年人才奖。
在Nature Photonics，Phys.Rev. Lett.，Phys. Rev. A，New Jour. of Phys.等国内外权威学术期刊发表（含接收）论文70多篇，被SCI引用640多次， H index为13.担任Phys.Rev. Lett.，Phys. Rev. A(B), Scientific Reports, Europhys. Lett.等多个国际期刊的评审人和《量子光学学报》的编委。