3+1D拓扑序的分类、量子纠缠、拓扑磁结构、变分自由能计算 | 本周物理讲座

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报告人：文小刚，麻省理工学院

时间：11月8日（周二）23:00

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摘要：

I will discuss the microscopic definition of topological orders in 3d space and its connection with non-degenerate unitary braided fusion 2-categories (or unitary fusion 3-categories with trivial center). Then I will discuss a "physical" classification of 3+1D topological orders (and non-degenerate unitary braided fusion 2-categories or unitary fusion 3-categories with trivial center).

报告人简介：

文小刚，理论物理学家。中国科学技术大学本科，普林斯顿大学博士，现为麻省理工学院格林讲席教授、前沿理论物理研究所牛顿讲席教授。2017年荣获凝聚态物理巴克利奖，2018年荣获理论物理狄拉克奖。文教授致力于理论物理学的基础性研究，是当今最富有创造力的理论物理学家之一。

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报告人：范桁，中国科学院物理研究所

时间：11月9日（周三）9:30

主办：科技导报社、科研云

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摘要：

解读2022年诺贝尔物理奖科学背景信息，获奖者的主要学术贡献，集中于量子纠缠和贝尔不等式违反的内容和科学意义。利用quafu量子计算云平台，演示如何实现贝尔不等式的违反。

报告人简介：

范桁，中国科学院物理研究所研究员，博士生导师，固态量子信息与计算实验室主任。入选国家科技创新领军人才计划，国家自然科学基金委创新群体负责人，获得周培源物理奖，《Chinese Physics B》与《物理学报》副主编，中国物理学会量子光学专业委员会副主任。主要从事量子计算和量子模拟理论与实验研究，发表学术论文300余篇, 其中Science两篇，近期集中于超导量子计算研究，探索量子计算在凝聚态多体物理，量子化学，量子机器学习等方向的潜在应用, 搭建了quafu量子计算云平台。

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报告人：刘正鑫，中国人民大学 物理系

时间：11月9日（周三）10:00

主办：北京理工大学物理学院

腾讯会议：807-393-403

摘要：

It is known that particles carry presentations (Reps) of their symmetry groups, and different quasi-particles are distinguished by their different quantum numbers. However, it is less known that, between the Reps and the symmetry groups, there is an extra layer of data called symmetry invariants. We will show that, certain invariants of particles which are locked in high energy physics can be unlocked in quasi-particles in condensed matter physics. Furthermore, there are much more quasiparticles in magnetic materials than in non-magnetic materials. From the k.p theory, we can figure out the physical response of the quasi-particles. Interestingly we find that the electric-magnetic response theory of some quasi-particles respect SO(4) algebra. And a large class of particles in magnetic semimetals can exhibit an exotic cross Larmor precession, and this effect can be observed experimentally from a new phenomena called cross resonant absorption.

报告人简介：

Prof. Zheng-Xin Liu acquired his Ph.D in the Hong Kong University of Science and Technology in 2010. Then he worked in the Institute for Advanced Study in Tsinghua University and in 2015 he joined Renmin University. His research interest includes quantum magnetism, magnetic semimetals, superconductors, topological order and topological quantum computation, etc. With collaborators, he had worked on the classification of bosonic symmetry protected topological phases and had proposed multi-node quantum spin liquids in spin-orbit coupled magnets.

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报告人：Prof. Bei ZENG，Hong Kong University of Science and Technology

时间：11月9日（周三）12:15

主办：香港大学物理系

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摘要：

Error-correcting codes were invented to correct errors on noisy communication channels. Quantum error correction (QEC), however, may have a wider range of uses, including information transmission, quantum simulation/computation, and fault-tolerance. These invite us to rethink QEC, in particular, about the role that quantum physics plays in terms of encoding and decoding. The fact that many quantum algorithms, especially hybrid quantum-classical algorithms designed for the nearterm noisy-intermediate-scale quantum (NISQ) devices, only use limited types of local measurements on quantum states, leads to various new techniques called Quantum Error Mitigation (QEM). Using some intuitions built upon classical and quantum communication scenarios, we clarify some fundamental distinctions between QEC and QEM. We also examine the connections between QEC, QEM and noisy quantum circuit simulations.

报告人简介：

Bei Zeng is a quantum information theorist at the Hong Kong University of Science and Technology, where she is a professor of physics and director of the IAS Center for Quantum Technologies. As well as quantum information, her research interests include quantum computing and quantum error correction. Bei is a 2002 graduate of Tsinghua University, where she studied physics and mathematics. After earning a master’s degree in Physics at Tsinghua in 2004, she completed a Ph.D. in physics in 2009 at MIT. She became a postdocoral fellow at the Institute for Quantum Computing, University of Waterloo, before becoming an assistant professor at the Department of Mathematics and Statistics at the University of Guelph in 2010, rising through the academic ranks there to become a full professor in 2018. She moved to her current position at the Hong Kong University of Science and Technology in 2019. In 2021, Bei was named a fellow of American Physical Society (APS), after a nomination from the APS Division of Quantum Information (DQI).

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报告人：陈斌斌，香港大学物理系

时间：11月9日（周三）14:00

主办：中国科学院大学、香港大学

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摘要：

3.1 有限温度纠缠谱

3.2 拓扑无序算符

3.3 费米子无序算符

报告人简介：

陈斌斌，2015年于北京航空航天大学（北航）物理学院获得理学学士学位，2021年于北航物理学院获得理学博士学位，现于香港大学物理系开展博士后研究。主要研究领域是凝聚态物理中的强关联量子多体方法。一直致力于发展有限温度张量重正化群方法，并将其应用到量子多体系统的热力学性质计算中。近年研究兴趣集中在费米Hubbard模型、魔转角石墨烯等多体费米子系统的研究中。

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报告人：田明亮，中国科学院强磁场科学中心

时间：11月9日( 周三 ) 15:00

主办：北京大学物理学院

腾讯会议ID：162-609-707

摘要：

与传统磁畴相比，拓扑磁斯格明子（skyrmion）的磁矩呈涡旋状排列，可以产生单位磁性拓扑荷及演生电磁场，从而电子和磁斯格明子具有强相互作用，可以有效推动斯格明子运动，有望作为新型信息载体构筑高速度、高密度、低功耗磁存储器件。本报告将系统介绍磁斯格明子在受限体系中的产生机制和实空间结构表征以及电流对单个斯格明子的产生、驱动运动和擦除等精准操控等。本团队利用聚焦离子束微纳加工技术制备纳米条带器件，通过零磁场对斯格明子和螺旋磁畴混合态反转磁场的方法，成功在实验上实现了新型“磁束子”拓扑磁结构，利用洛伦兹透射电子显微镜原位磁结构观测及脉冲电流调控技术，首次实验获得并观察到具有不同拓扑荷的“磁束子”，在此基础上研究了纳秒脉冲电流驱动下“磁束子”的运动动力学行为等，为潜在的磁存储器件应用提供支撑。

报告人简介：

中国科学院合肥物质科学研究院强磁场中心研究员/博士生导师。安徽大学物理与光电工程学院/院长。1986年武汉大学物理学专业本科毕业，1992年获武汉大学理学博士学位。1992-2000年在中国科学技术大学结构中心做博士后/副教授/教授。2000-2010年到美国宾夕法尼亚州立大学物理系及纳米尺度科学中心工作，先后任职纳米中心访问学者、助理研究员和物理系助理教授。2011年回国工作并受聘中科院强磁场科学中心。长期从事小量子体系在极低温和强磁场条件下的电荷和自旋输运研究，发表论文240余篇，其中在国际重要影响力Nature Index 期刊发表论文百余篇，总引用5000余次，H-因子40。曾受邀担任《JMMM》、《Frontiers in Materials》、《Materials》等杂志编辑顾委委员、副主编及编委，中国物理学会低温物理专业委员会、磁学专业委员会以及科普委员会理事以及安徽省物理学会副理事长等。

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报告人：范桁，中科院物理研究所

时间：11月10日(周四) 14:30

主办：中科院高能所

地点∶主楼（化学楼）C305

ZOOM：81460811180/123456

摘要：

量子计算与量子信息的发展，为模拟量子各种物理现象提供了有效的工具，报告介绍超导量子多比特系统模拟多体局域化、热化等系列进展。另外，量子计算云平台为大家提供了量子算法和量子计算测试和运行的工具，报告将介绍中科院物理所/北京量子院搭建的超导量子计算云平台quafu，其性能参数和运行方法，可以执行的量子操作和线路等。

8

报告人：王磊，中科院物理所

时间：11月10日(周四) 15:00

主办：北京大学物理学院

地点：北京大学物理楼中212报告厅

摘要：

在有限温度下，大自然试图平衡能量和熵以实现自由能极小。上世纪50年代，费曼曾利用变分自由能原理方法研究过一些物理问题。但是这条路线一直没能被发扬光大解决更复杂的问题，其中的难点是熵的计算。近年来深度生成模型的发展改变了这一点，让我们终于可以把这条路走通。对于自旋玻璃等经典统计物理问题，基于深度生成模型的变分自由能方法是一种“继承了光荣传统”的新进展；而对于量子多体问题，它则有望成为“舍我其谁”的独门绝技。我将从基本原理出发，结合物理和机器学习中的具体实例，介绍关于均匀电子气、稠密氢等问题的最新计算结果。

报告人简介：

王磊2006 年本科毕业于南京大学，2011 年在中国科学院物理研究所获得博士学位， 此后在苏黎世联邦理工学院从事计算量子物理的博士后研究，2016 年加入中科院物理所工作。主要研究兴趣是深度学习与量子多体计算。

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报告人：Beibei LIU，浙江大学

时间：11月10日(周四) 15:30

主办：北京大学物理学院

Zoom link：

Meeting ID: 864 5332 2468

Passcode: 258990

摘要：

Meteorites display an isotopic composition dichotomy between non-carbonaceous (NC) and carbonaceous (CC) groups, indicating that planetesimal formation in the solar protoplanetary disk occurred in two distinct reservoirs. A new model will be introduced to explain this dichotomy from the circumstance that the arrival of the outer CC dust particles in the inner disk is delayed for several million years by the viscous expansion of the protoplanetary disk.

Besides, hydrodynamical modeling has shown that while the Sun's gaseous protoplanetary disk was present, the giant planets migrated into a compact orbital configuration in a chain of resonances. I will show that the giant planets's dynamical instability was likely triggered by the inside-out dispersal of the gaseous disk. Such an instability took place as the disk dissipated, constrained to be a few to ten million years after the birth of the Solar System.

报告人简介：

Prof Liu obtained PhD from Peking University in 2015, and then moved to University of Amsterdam and Lund University as postdocs. In 2020 he joined Zhejiang University. Research interest: the formation and dynamical evolution of the solar system and exoplanets.

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