男，湖南人，中国科学院物理所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，973项目首席科学家，物理所凝聚态理论与材料计算实验室副主任。
个人简介
2002 年至今任
中国科学院物理所研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，
国家重点基础研究发展计划（亦称
973计划）首席科学家。
1994 年获中国科学院金属所博士学位 （导师
周本濂院士），并获1994 年在《
科学引文索引》（SCI）收录的杂志上发表论文数全国第3名和中国科学院院长奖学金特别奖。1994 年至 1996 年在中国科学院物理所做博士后 （合作导师
蒲富恪院士）。1996 年至 1998 年在
中国科学院理论物理所任副研究员。1998 年至 2000 年在美国Texas 大学 Austin 分校物理系任Research Scientist。2000 年至 2002 年在美国Delaware 大学 Bartol 研究所任 Research Scientist。
曾在美国 Los Alamos
国家实验室、Oak Ridge 国家实验室、加州大学 Berkeley 数学所、加州大学 Santa Barbara 理论物理所、Pennsylvania 大学数学系、Duke 大学数学系、Utah 大学物理系，加拿大 Toronto 大学物理系，法国 Laue-Langevin 研究所，西班牙CSIC 物理所，
香港大学物理系访问并开展合作研究。
研究方向
1.1.
超冷原子、
玻色－爱因斯坦凝聚、BEC－BCS 交叉和多体
玻色子系统理论；
原子光学和
原子激光理论。
1.2. 微腔及微腔阵列的
量子电动力学、多体效应、
量子相变。
2.1. 固体量子信息理论；
2.2. 固体量子计算理论。
4.2. 非线性可积模型。
科研成果
主要是研究
激光冷却原子分子、
超冷原子分子、
玻色－爱因斯坦凝聚、
费米子凝聚、BEC－BCS 交叉、多体
玻色子和费米子系统、
物质波、
原子光学和
原子激光理论，研究了两个或多个
玻色—爱因斯坦凝聚体的干涉（Phys．Rev．Lett．84，2294 （2000）），光格子中玻色－爱因斯坦凝聚体的
量子隧穿包括 Landau－Zener 隧穿及 Wannier－Stark 隧穿（Phys．Rev．Lett．88，170408 （2002）），外势作用下原子相互作用参数随时间变化的玻色－爱因斯坦凝聚体中的孤子（Phys．Rev．Lett．94，050402 （2005）），光学微腔阵列中
极化光子的量子磁性
动力学（Phys．Rev．Lett．99，183602 （2007）），
旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的分数涡旋和涡旋
晶格动力学（Phys．Rev．Lett．101，010402 （2008）），微腔极化凝聚体的光子 Josephson 效应（Phys．Rev．Lett．102，023602 （2009）），双光学势中两个旋量玻色－爱因斯坦凝聚体之间的非 Abelian Josephson 效应（Phys. Rev. Lett. 102,185301 （2009））；外场驱动下两分量玻色－爱因斯坦凝聚体的相对
位相（Phys．Rev．A 64，015602 （2001）），光格子中多体
玻色子系统的
量子相变（Phys．Rev．A 68，043605 （2003）），光格子中
旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的孤子（Phys．Rev．A 69，053609 （2004）），光格子中
偶极玻色子的超流－Mott 绝缘体相变（Phys．Rev．A 70，045602 （2004）），光格子中具有偶极相互作用的玻色－爱因斯坦凝聚体的非线性动力学（Phys．Rev．A 71，025601 （2005）），光格子中两分量玻色－爱因斯坦凝聚体的持续流（Phys．Rev．A 71，053608 （2005）），光格子中旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的
动力学（Phys．Rev．A 71，053611 （2005）），
旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的精确孤子解和
调制不稳定性（Phys．Rev．A 72，033611 （2005）），两分量玻色－爱因斯坦凝聚体的具有
平面波背景的精确解（Phys．Rev．E 73，066610 （2006）），光格子中冷原子的磁性
量子相变（Phys．Rev．A 76,043618 （2007）），同步控制 Feshbach 共振和简谐势调控玻色－爱因斯坦凝聚体的孤子（Phys．Rev．A 77,023613 （2008）），包含双阱中冷原子的微腔的
量子电动力学（Phys. Rev. A 77,033620 （2008）），排斥抛物合成势中具有随时间变化的散射长度的玻色－爱因斯坦凝聚体的孤子（Phys. Rev. A 78,023608 （2008）），光格子中玻色－爱因斯坦凝聚体空间局域
能隙孤子的稳定性（Phys. Rev. E 78,026606 （2008）），光学微腔中冷原子 Josephson 结的
动力学（Phys. Rev. A 78,043618 （2008）），具有可以调控相互作用的两类玻色－爱因斯坦凝聚体矢量孤子的形成和转换（Phys. Rev. A 79,013423 （2009）），具有调制相互作用的二维玻色－爱因斯坦凝聚体环状孤子的动力学和调制（Phys. Rev. A 79,023619 （2009）），与单模微腔
耦合的玻色－爱因斯坦凝聚体的非线性动力学（Phys. Rev. A 78,033401 （2009）），简谐势中具有调制相互作用的二分量玻色－爱因斯坦凝聚体矢量孤子（Phys. Rev. A 79,033630 （2009）），
旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的相干双色光缔合：单
自旋及混合自旋情况（Phys. Rev. A 79,045601 （2009）），具有微腔传输谱的旋量玻色－爱因斯坦凝聚体的
基态及探测（Phys. Rev. A 80,in press （2009））。
主要是研究以固体材料作为器件的量子信息和量子计算理论，研究了含时磁场驱动下
各向异性 XYZ 模型中的
量子纠缠控制（Phys．Rev．A 74，052105 （2006）），一般两部分系统
纠缠态的演化方程（Phys．Rev．A 79，024303 （2009）），协助和单配性约束的纠缠的限度（Phys. Rev. A 80,034301 （2009））。
3.1、
磁学理论：主要是研究
自旋电子材料和
自旋电子学理论，建立了巡游磁体中局域
自旋磁矩模型和统一的磁学理论模型（Phys．Rev．Lett．83，207 （1999）），含时磁场驱动下具有双轴
各向异性铁磁体的
磁化强度非线性动力学（Phys．Rev．B 60，12893 （1999）），易平面铁磁体中的
畴壁相互作用（Phys．Rev．B 65，172416 （2002）），含时磁场驱动下
自旋链中的非弹性孤子碰撞（Phys．Rev．E 68，036102 （2003）），具有自旋流的铁磁体的磁化强度非线性动力学（Phys．Rev．E 69，066611 （2004）），具有自旋流的
铁磁性纳米线的磁化强度非线性动力学（Phys．Rev．B 72，064410 （2005）），
条纹结构金属薄膜中自旋
极化流诱导的
畴壁共振（Phys．Rev．B 72，172411 （2005）），铁磁性纳米线中的
自旋极化流（Phys．Rev．E 76,026605 （2007）），自旋极化磁性薄膜的
铁磁共振（Phys．Rev．B 78，054420 （2008）），具有双轴
各向异性铁磁体的
瞬子（Phys．Rev．B 79，014415 （2009））。
3.2、纳米材料理论：研究了具有
无序的
石墨片的局域性质和 Kosterlitz-Thouless
量子相变（Phys．Rev．Lett. 102，106401 （2009）），有机敷层
纳米粒子稳定性的热力学模型（Phys．Rev．B 70，205419 （2004）），作为碳
纳米纤维催化剂的镍的成核和热力学（Phys．Rev．B 72，035453 （2005）），具有
拓扑缺陷的石墨片的
量子阻塞和环路电流（Phys．Rev．B 78，155413 （2008））。
3.3、半导体理论：主要是研究
自旋－轨道
耦合和自旋 Hall 效应、凝聚体系的场致局域化，研究了电场作用下 Bloch 电子的非线性动力学，发现精确解具有多频率结构并且随时间振荡，振荡频率由外场决定，并找到了宏观控制局域化与退局域化的条件（Phys．Rev．B 65，033102 （2002）），半导体微腔中
激子发射的
崩塌和恢复（Phys．Rev．A 70，013803 （2004）），室温下低
耗散的量子自旋流（Phys．Rev．B 72，045201 （2005））。
3.4、超导理论：主要是研究强关联系统及
无序系统理论，研究了环形的 Josephson 结中涡旋的
量子隧穿（Phys．Rev．B 72，014546 （2005））。
主要是利用 Riemann－Hilbert 方法、反散射方法等获得了
耦合非线性 Schrodinger 方程组、离散非线性 Schrodinger 方程、 Landau－Lifschitz 方程等可积和近
可积系统的精确解、辐射解、长时间行为；利用 Bethe Ansatz 方法获得了双带的费密－
玻色子模型等可积系统的精确解和热力学（Phys．Rev．E 73，026603 （2006）；Phys. Rev. E 74,036614 （2006））。
1991 年以来，已在美国物理学会主办的《Physical Review》刊物上发表论文 120 篇，其中 Phys．Rev．Lett．12 篇。英文综述文章 10 篇。
经国际检索《
科学引文索引》（SCI），自 1991 年以来发表的论文被SCI 引用 4000 多次，其中单篇被 SCI 论文引用超过 200 次的有 2 篇。代表性工作为：
关于外势作用下原子相互作用参数随时间变化的玻色－爱因斯坦凝聚体中孤子激发（Phys．Rev．Lett．94，050402 (2005)）的文章被 SCI 论文引用 250 次。
关于
玻色—爱因斯坦凝聚体干涉（Phys．Rev．Lett．84，2294 (2000)）的文章被 SCI 论文引用 210 次。
关于光晶格中玻色－爱因斯坦凝聚体的
量子隧穿（Phys．Rev．Lett．88，170408 (2002)）的文章被 SCI 论文引用 170 次。
关于巡游磁体中局域自旋磁矩模型和统一的磁学理论模型（Phys．Rev．Lett．83，207 (1999)）的文章被 SCI 论文引用 100 次。
曾获 2000 年中国人民解放军科技进步奖一等奖。
曾获 2004 年教育部科技进步奖二等奖。
曾获 2005 年国家杰出青年基金。
发表论文
1. A. C. Ji,Q. Sun,X. C. Xie,W. M. Liu,
Photonic Josephson effects with cavity polariton condensates,
Phys. Rev. Lett. 102, 023602 （2009）.
2. Y. Y. Zhang,J. P. Hu,B. A. Bernevig,X. R. Wang,X. C. Xie,W. M. Liu,
Localization and Kosterlitz-Thouless transition in disordered graphene,
Phys. Rev. Lett. 102, 106401 （2009）.
3. R. Qi,X. L. Yu,Z. B. Li,W. M. Liu,
Non-Abelian Josephson effect between two spinor Bose-Einstein condensates in double optical trap,
Phys. Rev. Lett. 102, 185301 （2009）.
4. X. X. Liu,H. Pu,B. Xiong,W. M. Liu,J. B. Gong,
Formation and transformation of vector solitons in two species Bose-
Einstein condensates with tunable interaction,
Phys. Rev. A 79, 013423 （2009）.
5. Z. G. Li,S. M. Fei,Z. D. Wang,W. M. Liu,
Evolution equation of entanglement for generic bipartite systems,
Phys. Rev. A 79, 024303 （2009）.
6. X. H. Hu,X. F. Zhang,D. Zhao,H. G. Luo,W. M. Liu,
Dynamics and modulation of ring dark soliton in 2D Bose-Einstein
condensates with tunable interaction,
Phys. Rev. A 79, 023619 （2009）.
7. J. M. Zhang,F. C. Cui,D. L. Zhou,W. M. Liu,
Nonlinear dynamics of a cigar-shaped Bose-Einstein condensate coupled with a single cavity mode,
Phys. Rev. A 79, 033401 （2009）.
8. X. F. Zhang,X. H. Hu,X. X. Liu,W. M. Liu,
Vector solitons in two-component Bose-Einstein condensates with
tunable interactions and harmonic potential,
Phys. Rev. A 79, 033630 （2009）.
9. H. Jing,J. Fu,Z. Geng,W. M. Liu,
Coherent two-color photoassociation in a spinor-1 Bose-Einstein
condensate: Single-spin versus mixed-spin cases,
Phys. Rev. A 79, 045601 （2009）.
10. Z.G. Li,S.M. Fei,S. Albeverio,W.M. Liu,
Bound of entanglement of assistance and monogamy constraints,
Phys. Rev. A 80, 034301 （2009）.
11. J. M. Zhang,S. Cui,H. Jing,D. L. Zhou,W. M. Liu,
Probing the quantum ground state of a spin-1 Bose-Einstein
condensate with cavity transmission spectra,
Phys. Rev. A 80, 043263（2009）.
12. G. P. Zheng,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Instantons in a ferromagnetic spin chain with biaxial anisotropy,
Phys. Rev. B 79, 014415 （2009）.
13. A. C. Ji,W. M. Liu,J. L. Song,F. Zhou,
Dynamical creation of fractionalized vortices and vortex lattices,
Phys. Rev. Lett. 101, 010402 （2008）.
【SCI 引用 65 次】
14. J. M. Zhang,W. M. Liu,D. L. Zhou,
Cavity QED with cold atoms trapped in a double-well potential,
Phys. Rev. A 77,033620 （2008）.
【SCI 引用 40 次】
15. X. F. Zhang, Q. Yang, J. F. Zhang, X. Z. Chen, W. M. Liu,
Controlling soliton interaction in Bose-Einstein condensates by
synchronizing Feshbach resonance and harmonic trap,
Phys. Rev. A 77,023613 （2008）.
【SCI 引用 80 次】
16. B. Li,Y.Q. Li,Y. Chen,X. F. Zhang,W. M. Liu,
Solitons in Bose-Einstein Condensates with time-dependent atomic
scattering length in an expulsive parabolic and complex potential,
Phys. Rev. A 78, 023608 （2008）.
【SCI 引用 60 次】
17. J. M. Zhang, W. M. Liu, D. L. Zhou,
Mean field dynamics of a Bose Josephson junction in an optical cavity,
Phys. Rev. A 78, 043618 （2008）.
18. P. B. He, Z. D. Li, A. L. Pan, Q. Wan, Q. L. Zhang, R. X. Wang, Y. G.
Wang, W. M. Liu, B. S. Zou,
Theory of ferromagnetic resonance in magnetic trilayers with a
tilted spin polarizer,
Phys. Rev. B 78, 054420 （2008）.
19. Y. Y. Zhang,J.P. Hu,B.A. Bernevig,X. R. Wang,X. C. Xie,W. M. Liu,
Quantum blockades and loop currents in graphene with topological defects,
Phys. Rev. B 78,155413 （2008）.
20. D. L. Wang,X. H. Yan,W. M. Liu,
Stability of spatially localized gap solitons in a Bose-Einstein condensate in optical lattices,
Phys. Rev. E 78,026606 （2008）.
21. A. C. Ji,X. C. Xie,W. M. Liu,
Quantum magnetic dynamics of polarized light in arrays of microcavities,
Phys. Rev. Lett. 99,183602 （2007）.
【SCI 引用 60 次】
22. P. B. He,Q. Sun,P. Li,S. Q. Shen,W. M. Liu,
Magnetic quantum phase transition of cold atoms in an optical lattice,
Phys. Rev. A 76,043618 （2007）.
【SCI 引用 55 次】
23. Z. D. Li,Q. Y. Li,L. Li,W. M. Liu,
Soliton solution for the spin current in ferromagnetic nanowire,
Phys. Rev. E 76,026605 （2007）.
【SCI 引用 55 次】
24. A. Abliz, H. J. Gao, X. C. Xie, Y. S. Wu, W. M. Liu,
Entanglement control in an anisotropic two-qubit Heisenberg XYZ model with external magnetic fields,
Phys. Rev. A 74,052105 （2006）.
【SCI 引用 45 次】
25. E. Kengne,W. M. Liu,
Exact solutions of the derivative nonlinear Schrödinger equation for a nonlinear transmission line,
Phys. Rev. E 73,026603 （2006）.
【SCI 引用 30 次】
26. L. Li,B. A. Malomed,D. Mihalache,W. M. Liu,
Exact soliton-on-plane-wave solutions for two-component Bose-Einstein condensates,
Phys. Rev. E 73,066610 （2006）.
【SCI 引用 55 次】
27. E. Kengne,S. T. Chui,W. M. Liu,
Modulational instability criteria for coupled nonlinear transmission lines with dispersive element,
Phys. Rev. E 74,036614 （2006）.
【SCI 引用 25 次】
28. Z. X. Liang,Z. D. Zhang,W. M. Liu,
Dynamics of a bright soliton in Bose-Einstein condensates with time-dependent atomic scattering length in an expulsive parabolic potential,
Phys. Rev. Lett. 94,050402 （2005）.
【SCI 引用 250 次】
29. Z. W. Xie,Z. X. Cao,E. I. Kats,W. M. Liu,
Nonlinear dynamics of a dipolar Bose-Einstein condensate in optical lattice,
Phys. Rev. A 71,025601 （2005）.
【SCI 引用 30 次】
30. G. P. Zheng,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Phase diagram of two-species Bose-Einstein condensates in an optical lattice,
Phys. Rev. A 71,053608 （2005）.
【SCI 引用 35 次】
31. Z. D. Li,P. B. He,L. Li,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Magnetic soliton and soliton collisions of spinor Bose-Einstein condensates in an optical lattice,
Phys. Rev. A 71,053611 （2005）.
【SCI 引用 40 次】
32. L. Li,Z. D. Li,B. A. Malomed,D. Mihalache,W. M. Liu,
Exact soliton solutions and nonlinear modulation instability in spinor Bose-Einstein condensates,
Phys. Rev. A 72. 033611 （2005）.
【SCI 引用 55 次】
33. H. Li,S. Q. Shen,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Quantum dynamics of a vortex in a Josephson,
Phys. Rev. B 72. 014546 （2005）.
34. L. H. Liang,F. Liu,D. X. Shi,W. M. Liu,X. C. Xie,H. J. Gao,
Nucleation and reshaping thermodynamics of Ni as catalyst of carbon nanotubes,
Phy. Rev. B 72,035453 （2005）.
【SCI 引用 20 次】
35. Z. F. Jiang,R. D. Li,S. C. Zhang,W. M. Liu,
Semiclassical time evolution of the holes from Luttinger Hamiltonian,
Phys. Rev. B 72,045201 （2005）.
【SCI 引用 45 次】
36. P. B. He,W. M. Liu,
Nonlinear magnetization dynamics in a ferromagnetic nanowire with spin current,
Phy. Rev. B 72,064410 （2005）.
【SCI 引用 30 次】
37. P. B. He,X. C. Xie,W. M. Liu,
Domain-wall resonance induced by spin-polarized current in metal thin films with stripe structures,
Phy. Rev. B 72,172411 （2005）.
【SCI 引用 25 次】
38. Z. W. Xie,W. P. Zhang,S. T. Chui,W. M. Liu,
Magnetic solitons of spinor Bose-Einstein condensates in optical lattice,
Phys. Rev. A 69,053609 （2004）.
【SCI 引用 30 次】
39. G. R. Jin,W. M. Liu,
Collapses and revivals of exciton emission in a semiconductor microcavity: Detuning and phase-space filling effects,
Phys. Rev. A 70,013803 （2004）.
【SCI 引用 25 次】
40. Z. W. Xie,W. M. Liu,
Superfluid-Mott-insulator transition of dipolar bosons in optical lattice,
Phys. Rev. A 70,045602 （2004）.
【SCI 引用 25 次】
41. L. H. Liang,C. M. Shen,S. X. Du,W. M. Liu,X. C. Xie,H. J. Gao,
Increase in thermal stability induced by organic coatings on nanoparticles,
Phys. Rev. B 70,205419 （2004）.
【SCI 引用 20 次】
42. Z. D. Li,J. Q. Liang,L. Li,W. M. Liu,
Soliton solution of continuum magnetization equation in a conducting ferromagnet with a spin-polarized current,
Phys. Rev. E 69,066611 （2004）.
【SCI 引用 35 次】
43. J. J. Liang,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Quantum phase transition of condensed bosons in optical lattices,
Phys. Rev. A 68,043605 （2003）.
【SCI 引用 50 次】
44. Z. D. Li,L. Li,W. M. Liu,J. Q. Liang,T. Ziman,
Exact soliton solution and inelastic two-soliton collision in a spin chain driven by a time-dependent magnetic field,
Phys. Rev. E 68, 036102 （2003）.
【SCI 引用 30 次】
45. W. M. Liu,W. B. Fan,W. M. Zheng,J. Q. Liang,S. T. Chui,
Quantum tunneling of Bose-Einstein condesates in optical lattices under gravity,
Phys. Rev. Lett. 88, 170408 （2002）.
【SCI 引用 170 次】
46. W. M. Liu,J. Q. Liang,S. T. Chui,
Intrinsic localized states and nonlinear excitations of Bloch electrons in electric fields,
Phys. Rev. B 65, 033102 （2002）.
【SCI 引用 25 次】
47. W. M. Liu,B. Wu,X. Zhou,D. K. Campbell,Q. Niu,
Interacting domain walls in an easy plane ferromagnet,
Phys. Rev. B 65, 172416 （2002）.
【SCI 引用 30 次】
48. W. D. Li,X. J. Zhou,Y. Q. Wang,J. Q. Liang,W. M. Liu,
Time evolution of relative phase in two component Bose-Einstein condensates with a coupling drive,
Phys. Rev. A 64,015602 （2001）.
【SCI 引用 35 次】
49. W. M. Liu,B. Wu,Q. Niu,
Nonlinear effects in interference of Bose-Einstein condesates,
Phys. Rev. Lett. 84,2294 （2000）.
【SCI 引用 210 次】
50. Q. Niu,X. D. Wang,L. Kleinman,W. M. Liu,D. M. C. Nicholson,G. M. Stocks,
Adiabatic dynamics of local spin moments in itinerant magnets,
Phys. Rev. Lett. 83,207 （1999）.
【SCI 引用 100 次】
51. W. M. Liu,W. S. Zhang,F. C. Pu,X. Zhou,
Nonlinear magnetization dynamics of the classical ferromagnet with two single-ion anisotropy in an external magnetic field,
Phys. Rev. B 60,12893 （1999）.
【SCI 引用 35 次】
研究课题
1.
国家重点基础研究发展计划（亦称
973计划）《原子频标物理与技术基础》，开展
玻色—
爱因斯坦凝聚新物态的理论研究，对
原子光学和
原子激光进行深入的理论研究，为实验提出新的方向，为新器件的探索提供依据。
2.
国家自然科学基金重大研究计划《理论物理学及其交叉学科的若干前沿问题》，对
自旋－轨道
耦合、强关联及
无序系统进行理论研究，为解决包括自旋电子材料、
高温超导、受限小
量子系统（例如量子点、
纳米碳管、
光子晶体等）在内的新材料、新物态、新器件的发展和设计提供坚实的理论基础。