精密測量院擁有兩個國家重點實驗室，一個國家大型科學儀器中心，一個國家臺站網(wǎng)等4個國家級平臺，各類省部級重點平臺基地20余個。 現(xiàn)有職工600余人，其中院士4人、杰青13人，各類國家、科學院、省部級人才占比60%以上。2017年至今，在精密測量領域承擔了數(shù)十項重大重點項目，其中，國家戰(zhàn)略先導專項（2.5億元）1項、重點研發(fā)計劃12項、各類重大儀器研制專項10余項。精密探測技術(shù)和儀器已成為精密測量院滿足國家需求和社會經(jīng)濟發(fā)展的優(yōu)勢領域方向。 ...
中國科學院精密測量科學與技術(shù)創(chuàng)新研究院（以下簡稱精密測量院）是由中國科學院武漢物理與數(shù)學研究所（始建于1958年）、中國科學院測量與地球物理研究所（始建于1957年）融合組建而成，是湖北省首個中國科學院創(chuàng)新研究院。 回望來時路，崢嶸六十載。在方俊、王天眷、張承修、李鈞、李國平、丁夏畦、許厚澤、葉朝輝等老一輩科學家的帶領下，精密測量院歷經(jīng)幾代科技工作者的辛勤努力和開拓創(chuàng)新，解決了一系列事關(guān)國家全局的重...
近日，精密測量院與西北大學、香港大學、美國休斯頓大學以及浙江大學等機構(gòu)聯(lián)合，創(chuàng)新性地建立了基于“多標簽分類”的精確解算法體系，首次在任意相互作用強度下實現(xiàn)了一維玻色氣體譜函數(shù)全能量-動量空間的嚴格求解，并成功觀測到譜邊界處的奇異行為。由此，研究團隊在4000粒子尺度上驗證了非線性Luttinger液體理論（NTLL）的理論預言，為一維強關(guān)聯(lián)量子體系的研究提供了一種新的理論方法。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上。
自Mott絕緣體-金屬相變發(fā)現(xiàn)以來，量子強關(guān)聯(lián)多體系統(tǒng)因其豐富而新奇的物理現(xiàn)象成為凝聚態(tài)物理的核心研究領域之一。隨著超冷原子實驗技術(shù)的突破性進展，低維強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的理論與實驗研究迎來了新的高潮。理解量子多體系統(tǒng)的關(guān)鍵在于對其關(guān)聯(lián)函數(shù)特性的精確表征。然而，強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)因缺乏有效的單粒子圖像，導致傳統(tǒng)的微擾理論方法面臨根本性挑戰(zhàn)。在此背景下，具有嚴格解析解的量子可積系統(tǒng)成為理解強關(guān)聯(lián)物理的重要途徑。
動量-能量空間下譜函數(shù)等高線圖，顏色越高亮，則譜權(quán)重越高。
左圖，弱相互作用，γ=0.5； 右圖，中等相互作用，γ=4.0。
研究團隊基于Bethe ansatz精確解方法，原創(chuàng)性地提出“相對激發(fā)”的概念，從而成功地將基態(tài)、有限溫平衡態(tài)和非平衡穩(wěn)態(tài)納入統(tǒng)一的處理框架。通過引入四個有明確物理意義的量子數(shù)（Pm，Np，Pl，Nl）作為希爾伯特空間子空間的標簽，將無限維希爾伯特空間分割成一系列有限維子空間，極大地提高了計算效率。利用這一方法，團隊首先精確計算了一維玻色氣體在動量-能量平面上的完整譜函數(shù)，如圖1所示。尤其值得注意的是，通過觀察譜函數(shù)的線形，在4000個粒子的巨大系統(tǒng)尺寸下成功獲得譜函數(shù)在譜邊界上的普適冪律行為，也首次證實了NTLL理論在大尺寸系統(tǒng)中的自然涌現(xiàn)。如圖2的擬合結(jié)果顯示，四個臨界指數(shù)（-0.465,1.141,?-0.529,0.977）與NTLL的預言（-0.422,0.934,-0.501,1.043）高度一致！這是量子可積模型的研究中首次清晰觀測并定量證實了NTLL的理論預言。此外，研究團隊還計算了一維玻色氣體的動量分布函數(shù)，并在小動量和大動量區(qū)域分別觀察到了線性TLL理論與Tan’s Contact的冪律行為，如圖3所示。
此次關(guān)于一維玻色氣體精確譜函數(shù)的研究成果，已經(jīng)為近期相關(guān)一維Luttinger 液體的實驗觀測提供了直接的支持，為量子多體系統(tǒng)的研究注入新的活力，也為未來的超冷原子實驗以及探索基于量子多體物理的量子技術(shù)提供了新的視野。
(a)?中等強度（γ=4.0）下， k=0.1kF的譜函數(shù)隨能量變化的曲線。黑色虛線和點線分別標示了I型和II型激發(fā)譜的邊界；(b)?譜函數(shù)在四個邊界附近的冪律行為。紅色和藍色圓圈表示計算結(jié)果，黑色虛線代表擬合的冪律曲線。
動量分布，(a)?小動量區(qū)，n(k) ∝ kα。黑色虛線顯示擬合斜率α為-0.750 (γ=4.0)和-0.908 (γ=0.5)，符合線性Luttinger液體理論預言-0.737和-0.894；
(b) 大動量區(qū)，n(k) ∝ k-4。黑色虛線展示擬合斜率為-4.073 (γ=4.0)和-4.001 (γ=0.5)，完美符合接觸相互作用系統(tǒng)的普適規(guī)律——Tan’s Contact。
相關(guān)研究成果以“Exact spectral function of one-dimensional Bose gases”為題發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上。香港大學科研助理程頌博士和西北大學副教授陳洋洋是共同第一作者（均為精密測量院博士畢業(yè)生）。陳洋洋、管習文與浙江大學教授林海青是共同通訊作者，其他合作者包括西北大學教授楊文力和美國休斯頓大學教授Rubem Mondaini。
該研究得到了中國國家自然科學基金委員會、香港研究資助局以及中國科學院等多個機構(gòu)的資助支持。
論文鏈接：https://academic.oup.com/nsr/article/12/9/nwaf294/8209836
科研動態(tài)
精密測量院等聯(lián)合實現(xiàn)“多標簽分類”算法解決一維強關(guān)聯(lián)難題
近日，精密測量院與西北大學、香港大學、美國休斯頓大學以及浙江大學等機構(gòu)聯(lián)合，創(chuàng)新性地建立了基于“多標簽分類”的精確解算法體系，首次在任意相互作用強度下實現(xiàn)了一維玻色氣體譜函數(shù)全能量-動量空間的嚴格求解，并成功觀測到譜邊界處的奇異行為。由此，研究團隊在4000粒子尺度上驗證了非線性Luttinger液體理論（NTLL）的理論預言，為一維強關(guān)聯(lián)量子體系的研究提供了一種新的理論方法。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上。
自Mott絕緣體-金屬相變發(fā)現(xiàn)以來，量子強關(guān)聯(lián)多體系統(tǒng)因其豐富而新奇的物理現(xiàn)象成為凝聚態(tài)物理的核心研究領域之一。隨著超冷原子實驗技術(shù)的突破性進展，低維強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的理論與實驗研究迎來了新的高潮。理解量子多體系統(tǒng)的關(guān)鍵在于對其關(guān)聯(lián)函數(shù)特性的精確表征。然而，強關(guān)聯(lián)系統(tǒng)因缺乏有效的單粒子圖像，導致傳統(tǒng)的微擾理論方法面臨根本性挑戰(zhàn)。在此背景下，具有嚴格解析解的量子可積系統(tǒng)成為理解強關(guān)聯(lián)物理的重要途徑。
動量-能量空間下譜函數(shù)等高線圖，顏色越高亮，則譜權(quán)重越高。
左圖，弱相互作用，γ=0.5； 右圖，中等相互作用，γ=4.0。
研究團隊基于Bethe ansatz精確解方法，原創(chuàng)性地提出“相對激發(fā)”的概念，從而成功地將基態(tài)、有限溫平衡態(tài)和非平衡穩(wěn)態(tài)納入統(tǒng)一的處理框架。通過引入四個有明確物理意義的量子數(shù)（Pm，Np，Pl，Nl）作為希爾伯特空間子空間的標簽，將無限維希爾伯特空間分割成一系列有限維子空間，極大地提高了計算效率。利用這一方法，團隊首先精確計算了一維玻色氣體在動量-能量平面上的完整譜函數(shù)，如圖1所示。尤其值得注意的是，通過觀察譜函數(shù)的線形，在4000個粒子的巨大系統(tǒng)尺寸下成功獲得譜函數(shù)在譜邊界上的普適冪律行為，也首次證實了NTLL理論在大尺寸系統(tǒng)中的自然涌現(xiàn)。如圖2的擬合結(jié)果顯示，四個臨界指數(shù)（-0.465,1.141,?-0.529,0.977）與NTLL的預言（-0.422,0.934,-0.501,1.043）高度一致！這是量子可積模型的研究中首次清晰觀測并定量證實了NTLL的理論預言。此外，研究團隊還計算了一維玻色氣體的動量分布函數(shù)，并在小動量和大動量區(qū)域分別觀察到了線性TLL理論與Tan’s Contact的冪律行為，如圖3所示。
此次關(guān)于一維玻色氣體精確譜函數(shù)的研究成果，已經(jīng)為近期相關(guān)一維Luttinger 液體的實驗觀測提供了直接的支持，為量子多體系統(tǒng)的研究注入新的活力，也為未來的超冷原子實驗以及探索基于量子多體物理的量子技術(shù)提供了新的視野。
(a)?中等強度（γ=4.0）下， k=0.1kF的譜函數(shù)隨能量變化的曲線。黑色虛線和點線分別標示了I型和II型激發(fā)譜的邊界；(b)?譜函數(shù)在四個邊界附近的冪律行為。紅色和藍色圓圈表示計算結(jié)果，黑色虛線代表擬合的冪律曲線。
動量分布，(a)?小動量區(qū)，n(k) ∝ kα。黑色虛線顯示擬合斜率α為-0.750 (γ=4.0)和-0.908 (γ=0.5)，符合線性Luttinger液體理論預言-0.737和-0.894；
(b) 大動量區(qū)，n(k) ∝ k-4。黑色虛線展示擬合斜率為-4.073 (γ=4.0)和-4.001 (γ=0.5)，完美符合接觸相互作用系統(tǒng)的普適規(guī)律——Tan’s Contact。
相關(guān)研究成果以“Exact spectral function of one-dimensional Bose gases”為題發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review）上。香港大學科研助理程頌博士和西北大學副教授陳洋洋是共同第一作者（均為精密測量院博士畢業(yè)生）。陳洋洋、管習文與浙江大學教授林海青是共同通訊作者，其他合作者包括西北大學教授楊文力和美國休斯頓大學教授Rubem Mondaini。
該研究得到了中國國家自然科學基金委員會、香港研究資助局以及中國科學院等多個機構(gòu)的資助支持。
論文鏈接：https://academic.oup.com/nsr/article/12/9/nwaf294/8209836