个人简介

严正，1990年生，浙江绍兴人。2013年获大连理工大学学士学位，2019年获得复旦大学理论物理博士学位。2019年至2023年在香港大学工作，历任博士后研究员和研究助理教授。2023年全职加入西湖大学，组建量子多体计算实验室，同年获得国家高层次青年人才项目资助。课题组主要开展量子多体理论和数值计算方向的研究，以及与之相关的量子模拟/计算、量子材料交叉学科研究，比如

1)    量子阻挫磁性: 自旋液体、新奇物相、临界行为等；

2)    量子模拟，冷原子阵列，量子绝热计算等；

3)    受限多体系统和晶格规范场，如量子dimer/loop模型等；

4)    量子多体纠缠，如纠缠熵、纠缠谱的行为；

5)    发展新的量子多体算法；

除了上述方向之外，课题组也乐意积极拓展量子多体相关的交叉学科。

学术成果

目前发表论文约40篇，大多数是Phys. Rev. B，也有少量的Nat. Commun., Phys. Rev. Lett., npj Quantum Information/Materials等其他期刊。我主要从事量子多体物理的理论和计算研究，发展了多项量子蒙卡算法，解决了一些极具挑战的多体计算难题并揭示了若干新奇物理，概括为两条主线：

1）发明了sweeping cluster量子蒙卡，解决了quantum dimer/loop model等纯规范场模型多年来的计算难题，该算法被国外数值方法教材以单独小节介绍；基于该算法，系统研究了冷原子和磁性体系中的演生规范场物理。比如，得到了同时含有奇、偶Z2自旋液体的里德堡阵列相图，发现了一直被认为是自旋液体的新型vison隐藏序等。

2）提出了基于量子蒙卡和随机解析延拓提取多体纠缠谱的方案，解决了高维/大尺寸系统纠缠谱的计算难题；结合此方案，给出了纠缠谱和能谱的一般关系，指出了约化密度矩阵路径积分上的虫洞效应是形成纠缠谱的根本机制，预言并证实了Li-Haldane猜想的适用范围等。

课题组将继续致力于以“算法的突破”带动“物理的突破”。同时，我们与国内外的一些优秀课题组保持长期合作。课题组将为组员提供一流科研机构的交流合作和共同培养机会。

代表论文（*代表通信作者）

1.   Emergent glassy behavior in a kagome Rydberg atom array,

Zheng Yan, Y.-C.Wang, R.Samajdar, S.Sachdev, Z.Y.Meng,

Phys. Rev. Lett. 130, 206501 (2023)

对于Kagome晶格里德堡原子阵列，预言了虽然系统本身不带有无序，但是由于量子涨落和里德堡阻塞效应的竞争，会自发诱导玻璃化行为。

2.   Quantum optimization within lattice gauge theory model on a quantum simulator,

Zheng Yan, Z.Zhou, Y.-H.Zhou, Y.-C.Wang, X.Qiu, Z.Y.Meng, X.-F.Zhang,

npj Quantum Inf. 9, 89 (2023)

指出了组合优化中的拓扑阻碍问题，并且提出了一种可以在量子模拟器上实现的解决方案——sweeping quantum annealing。

3.   Unlocking the general relationship between energy and entanglement spectra via the wormhole effect,

Zheng Yan, Z.Y.Meng,

Nat. Commun. 14, 2360 (2023)

提出了利用量子蒙卡和解析延拓方法提取纠缠谱的方案，首次获得高维纠缠谱。指出约化密度矩阵路径积分上的虫洞效应是解开纠缠谱和能谱迷离关系的核心

4.   Height-conserving quantum dimer models,

Zheng Yan, Z.Y.Meng, D.A.Huse, A.Chan,

Phys. Rev. B 106, L041115 (2022) Editors’ Suggestion

提出了一类具有Hilbert空间碎片化特性的高阶约束模型，研究了其相图和动力学行为

5.   Triangular lattice quantum dimer model with variable dimer density,

Zheng Yan, R.Samajdar, Y.-C.Wang, S.Sachdev, Z.Y.Meng,

Nat. Commun. 13, 5799 (2022).

发展了软约束体系的量子蒙卡算法，提出了里德堡原子阵列的低能有效模型并研究了其中可能实现的奇偶Z2自旋液体相图

6.   Topological phase transition and single/multi anyon dynamics of Z₂ spin liquid,

Zheng Yan, Y.-C.Wang, N.Ma, Y.Qi, Z.Y.Meng,

npj Quant. Mater. 6, 39 (2021).

揭示了Z₂自旋液体中准粒子vison之间存在不可忽略的相互作用，以及其在相变点发生的涌现O(4)对称性。

7.   Sweeping cluster algorithm for quantum spin systems with strong geometric restrictions,

Zheng Yan, Y.Wu, C.Liu, O.F.Syljuåsen, J.Lou, Y.Chen,

Phys. Rev. B 99,165135(2019).

发明了局域约束体系的量子蒙卡方法，被国际上的数值方法教材《Many-Body Methods for Real Materials》以单独小节介绍

8.   Global scheme of sweeping cluster algorithm to sample among topological sectors,

Zheng Yan,

Phys. Rev. B 105,184432(2022).

进一步将sweeping cluster量子蒙卡发展到可以克服拓扑类、实现全局抽样，解决了拓扑导致的遍历性缺失问题。

所有工作见： http://arxiv.org/a/yan_z_2

联系方式

电子邮箱：zhengyan@westlake.edu.cn

本课题组长期招收博士生、博士后和各类研究员岗位。