2024年6月27日，北京大学格致论坛（第二十五讲）在物理学院思源多功能厅成功举办。北京大学物理学院助理教授宋博作了题为“基于超冷原子体系的量子模拟”的学术报告。本次论坛由北京大学物理学院研究员王剑威主持。

王剑威主持

宋博首先从生活中的物质状态讲起，并以棋盘和局域化两个例子说明物态计算的复杂性，引出量子模拟的必要性。随后介绍了玻色-爱因斯坦凝聚的实现和超冷原子气体的量子特性，使其成为量子模拟重要途径。

宋博作报告

接着，宋博详细介绍了超冷原子体系的五种重要调控方式：光晶格提供了量子模拟基础，利用激光不仅可以实现固体中的理想晶格，还可构造如Kagome、Lieb、准晶、转角晶格等新奇晶格；类似镊子一样的光镊被应用于原子操纵；量子气体显微镜提供了光晶格中单原子分辨级别的探测方法；磁场、光和轨道Feshbach共振技术灵活调控原子间相互作用；利用拉曼耦合实现的自旋轨道耦合，成为研究规范场的重要手段。这些技术的交叉融合，拓展了基于超冷原子体系的量子模拟研究范畴。

随后，他以Bose-Hubbard模型为例，说明了相互作用和无序在超流、Mott绝缘态、玻色玻璃相变中的作用，详细介绍了在周期性驱动光晶格中观察到非连续Mott相变，以及在二维光学准晶中准无序引致的局域化，以及准无序和相互作用竞争导致的离域化现象。

最后，宋博对本次报告进行了总结和展望，在北京大学搭建的光晶格-光镊混合体系的超冷镱原子实验平台，将利用量子气体显微镜从微观层面深入探索包括Bose-Hubbard等量子多体模型，聚焦拓扑物理和多体物理，包括合成规范场和拓扑物性、量子热化和局域化等研究。

论坛现场

本次论坛线上、线下同时进行。报告结束后，参会师生针对Bose-Hubbard模型的详细描述，费米子体系的模拟等问题进行提问，宋博均进行了详细的解答。

报告人简介：

宋博，北京大学物理学院助理教授。2014年本科毕业于西安交通大学，2019年博士毕业于香港科技大学，2019—2023在剑桥大学从事研究工作，2023年加入北京大学。主要从事超冷原子实验研究，聚焦拓扑和多体物理，研究包括自旋轨道耦合、强关联体系相变和多体局域化。研究成果在 《自然‧物理学》、《物理评论X》等期刊发表。目前搭建超冷镱原子实验平台，开展拓扑和多体物理的量子模拟，以及冷原子量子计算、精密测量方向研究。

北京大学格致论坛简介：

北京大学格致论坛是北京大学物理学院发起的面向青年教学科研人员学术交流活动。“格致”体现两重涵义：一是，北京大学物理学科源自京师大学堂格致科；二是，“致知在格物”出自《礼记‧大学》。自2010年4月启动以来，论坛围绕学科领域前沿，面向国家重大需求，针对基础科学问题，开展了十余场学术研讨，分享最新研究成果，促进学科交叉融合，培育新兴方向增长点，展现了北大物理人学术无畏、攀登无限的新风貌。2021年5月，于物理学院成立二十周年之际重启，并增设在线参与通道。

直播回放：https://www.koushare.com/live/details/35434