主讲人：王波，上海交通大学副教授
时 间：2025年4月18日 14:30
地 点：物电学院A栋414
联系人：罗海陆
讲座摘要：很多具有多体相互作用的自然与社会现象可以用伊辛自旋模型来描述，例如材料中的相变、神经网络动力学、金融投资组合优化等。在计算科学中，伊辛自旋模型的基态求解映射为组合优化问题，寻找问题最优解的时间与模型的规模呈指数型增长。因此，传统电子计算机求解此类问题面临很大的困难。光学伊辛机是一类利用光和物质相互作用求解自旋系统基态的硬件系统，能够利用空间光的长程相互作用实现任意规模自旋数的常数时间哈密顿量求解。但目前光学系统存在的困难之一是如何实现任意自旋相互作用的构建。在这个报告中，我们将展示通过光学衍射和动量空间传输函数的选择，实现任意位移相关的自旋哈密顿量，从而为空间光伊辛机提供一个理论框架。光动量调制的自旋哈密顿量建立了二维自旋模型和光衍射的普遍关系式。
其中，(k) = F{J(rij)} 是相互作用函数 J(rij)的傅里叶变换，是动量空间光强。这一原理被称为广义的Plancherel定理，使得我们能够方便地搭建一个求解任何位移相关自旋相互作用基态的伊辛机。我们展示了两个光学实验验证公式。第一个实验揭示了J1-J2-J3模型在零温时的奇异磁相图，并观察了不同相互作用的自旋系统的退火过程。这些相图是铁基超导体材料中普遍存在的一些基态候选解。第二个实验利用连续的自旋变量在XY模型中观察到了Berezinskii-Kosterlitz-Thouless动力学过程，也就是拓扑相变现象。这些实验通过微妙地控制光的动量来调控不同类型的自旋相互作用，展示了较高的光学计算精度，为探索多体物理效应提供了非常有潜力的光学伊辛机方案。
主讲人简介：王波，上海交通大学副教授，2012年本科毕业于华中科技大学物理学院，2017年于北京大学现代光学研究所获得博士学位，导师为李焱教授。2017-2021年在以色列理工学院从事博士后研究工作，合作导师为Erez Hasman教授。2021年9月起加入上海交通大学物理与天文学院，任长聘教轨副教授，博士生导师。研究兴趣为微纳空间尺度的光学自旋角动量现象，随机光场的自旋轨道耦合，以及自旋对称破缺在超精密时空尺度的光学探测极限问题，光场调控问题和光源辐射问题。研究工作发表在Science, Nature Nanotechnology, Nature Materials, Physical Review Letters, Optica, Nano Letters等一流学术期刊。
