张娇娇1     ·   户将2     ·   Mikael Johansson3 1大湾区大学   2清华大学求真学院   3瑞典皇家理工学院（KTH）   摘要 我们提出了一种新颖算法，用于求解含非光滑正则项的非凸复合联邦学习问题。该算法通过解耦邻近算子与通信以处理非光滑项，无需任何数据相似性假设仍可克服节点漂移；节点执行多步本地更新以降低通信频率，且每轮仅需传输一个d维向量。我们严格证明了算法的收敛精度与速率，并通过数值实验验证了其有效性。   图1：所提算法的工作流程   研究背景 联邦学习是当前主流的分布式机器学习框架：中心服务器协调多个工作节点在不共享本地数据的情况下协作训练全局模型，广泛应用于机器学习、无线网络和物联网等领域。 与传统分布式学习相比，联邦学习面临更严重的通信瓶颈以及节点间数据异构的挑战。经典的联邦平均算法（FedAvg）通过让各节点在上传前执行多次本地更新来降低通信频率，但在数据异构时会出现明显的节点漂移问题，导致求解精度下降。 现有改进方法（如 SCAFFOLD、Mime）虽能缓解漂移，但往往需要额外传输控制变量，增加了通信成本。此外，大多数已有算法仅处理光滑优化问题，而实际中频繁出现含约束条件或稀疏/低秩约束的非光滑目标函数。本工作正是针对这一空白展开研究。 核心贡献 我们提出的算法针对如下复合联邦学习问题：最小化光滑（可能非凸）损失函数与凸非光滑正则项之和，且不对各节点本地数据分布作任何相似性假设。所提算法的工作流程如图1所示。算法的四大关键优势如下：       ▸ 解耦邻近算子与通信：  每个节点维护操作前后两个变量，将邻近算子计算与通信步骤彻底解耦。节点仅需将未经邻近操作的中间变量上传至服务器，服务器即可提取各节点的平均梯度信息，从而正确驱动全局模型更新。     ▸ 消除节点漂移：  每次本地更新引入轻量校正项，将全局梯度信息融入本地更新方向，使每个节点的优化目标与全局目标保持一致，从根本上消除异构数据带来的漂移偏差。     ▸ 低通信开销：  与 SCAFFOLD、Mime 等需要额外上传控制变量的方法不同，本算法每轮通信每个节点仅交换一个 d 维向量，通信量与 FedAvg 相当，却具有更强的理论保证。     ▸ 严格收敛性分析：  在强凸、一般非凸以及 Proximal Polyak–Łojasiewicz（PL）条件下，均给出了收敛精度与速率的完整理论证明。     数值实验 我们在带 ℓ₁ 正则项的 MNIST 手写数字分类任务上对所提算法进行了验证，使用 CNN 模型，在三种数据异构程度（60%、80%、90%）以及两种本地更新步数（τ = 5 和 τ = 10）下与基线方法 FedDA 进行对比。   表：MNIST 分类准确率（%）对比结果 算法 τ = 5 τ = 10 60% 80% 90% 60% 80% 90% 本文算法（Ours） 96.0 96.2 96.2 96.3 96.3 96.3 FedDA 94.7 92.5 89.7 94.1 91.1 86.2 相对提升 +1.3% +3.7% +6.5% +2.2% +5.2% +10.1%     结果表明，本文算法在不同异构程度和本地更新步数下均保持稳定的高准确率。尤其在高异构场景（90%）下，τ = 5 时相对提升 6.5 个百分点，τ = 10 时相对提升高达 10.1 个百分点，充分验证了算法在处理异构数据时的显著优势。     全文参考 [1] Jiaojiao Zhang, Jiang Hu,Mikael Johansson. Non-convex composite federated learning with heterogeneous data. Automatica, 183:112695, 2026.

东莞市大湾区高等研究院智能计算研究中心、大湾区大学信息科学技术学院刘洋助理教授与牛津大学数学系Coralia Cartis教授、Raphael Hauser教授、Karl Welzel博士、Wenqi Zhu博士合作，在非凸无约束优化的三阶张量方法高效实现方面取得重要进展。相关成果以“Efficient Implementation of Third-order Tensor Methods with Adaptive Regularization for Unconstrained Optimization”为题，发表于数值优化领域重要期刊Mathematical Programming Computation（MPC, 2026）。该期刊由国际数学优化学会（MOS）主办，所发表的论文均要求附带源代码与可复现实验，在JCR应用数学和软件工程两个类别下均为Q1期刊。刘洋为论文唯一通讯作者兼共同第一作者，大湾区大学为论文唯一通讯单位。 在最坏条件复杂度理论中，使用更高阶导数信息的优化方法通常所需的外层算法迭代次数更少。然而，这一理论优势能否在一般非凸问题上稳定兑现，长期缺少系统性的经验证据。具体而言，从算法的综合代价（如函数与导数调用次数、子问题求解次数等）来看，三阶方法是否能稳定胜过成熟的二阶方法，也尚无系统的实证答案。团队在这项工作中重新审视了三阶以及更高阶方法，识别出制约其实际效率的两个核心问题。 其一，团队发现并刻画了一类新颖的高阶算法机理。在三阶及以上的正则化子问题中，以子问题全局最优解为代表的部分极小点（称为“瞬态极小点”），可能随正则化参数的增大而消失；另一部分极小点（称为“恒态极小点”）则在出现后稳定变化。作为对照，二阶方法的子问题全局最优解永远是恒态的，这是二阶方法长期稳健的一个隐性保障；然而该保障不适用于三阶及以上方法。基于对这两类极小点的严格区分，团队系统地设计了一种预拒绝机制，使算法在调用目标函数求值之前即可识别并剔除沿瞬态方向的试探步，显著降低了数值上体现为无效的迭代次数。 其二，团队初步给出了应对高阶算法高额存储需求的技术方案。显式存储三阶张量的内存代价为O(d³)，以维度d=16,384的问题为例，这意味着需要约32TB的内存空间去储存单个三阶张量，远超普通工作站的承载能力。团队采用基于Krylov子空间的迭代求解器，实现了三阶方法的无矩阵、无张量（Hessian-free & tensor-free）架构，算法全程只需调用Hessian-向量乘积与三阶张量-向量-向量乘积，无需显式存储完整的Hessian矩阵与三阶张量。这将内存需求从O(d³)降至O(d)，使原本需32TB显式存储的问题可以在普通工作站上求解。 除上述两项主要贡献之外，团队还将[Gould, PorcelliToint, Comput. Optim. Appl. (2012) 53:1–22]中针对二阶方法提出的一维插值型正则化参数更新策略推广到任意p阶（p≥2）情形，使自适应参数更新在三阶及以上方法中同样适用。整合了上述方法的新算法在35个Moré-Garbow-Hillstrom经典测试问题上的基准评测中，于函数求值、导数求值、子问题求解三项指标上均优于标准的二阶方法。 本工作标志着两件事：其一，团队首次系统刻画了三阶及以上子问题中恒态极小点与瞬态极小点的区分，它既是预拒绝机制的理论基础，也为后续高阶方法的设计提供了新的研究角度。在三阶及以上方法中，盲目追求子问题的全局最优并不总是必要的；更关键的是选到合适的局部极小点；这一推论也在我们的数值实验中得到了印证：高阶方法中的有效迭代步无需依赖代价昂贵的子问题全局求解，仅靠局部求解配合对极小点的区分即可获得，从而为可扩展性提供了依据。其二，团队已初步具备应对高阶算法高额存储需求的技术方案，无矩阵、无张量的实现方案让三阶方法首次可被应用到维度过万的大规模问题上。综合这两项贡献，本工作在理论分析与算法实现两个层面，为高阶优化方法的进一步探索提供了新的视角与工具。 该研究得到香港创新科技署（InnoHK Project CIMDA）的资助；Coralia Cartis教授与Raphael Hauser教授另由英国EPSRC项目EP/Y028872/1“智能的数学基础：面向AI的‘埃尔朗根纲领’”（Mathematical Foundations of Intelligence: An "Erlangen Programme" for AI）资助。       论文链接：https://doi.org/10.1007/s12532-026-00313-6 代码开源：https://github.com/karlwelzel/ar3-matlab

一、会议信息 会议主题：合成化学的创造之美 会议时间：2026年5月8−10日 会议地点：大湾区大学松山湖校区1号实验楼A203 具体地址：广东省东莞市松山湖大学路16号大湾区大学松山湖校区 主办单位：大湾区大学理学院化学系 二、日程安排 （一）5月8日（会议报道、经验分享） 1. 会议报到：东莞市松湖迎宾里酒店前台（广东省东莞市松山湖园区博恒二路1号） 2. 实验室参观：大湾区大学松山湖校区1号实验楼 3. 经验分享：围绕实验室建设、课题组管理、研究生培养、学术科研等方面开展经验研讨 （二）5月9日（开幕式、主题报告） 1. 08:50−09:00，开幕致辞（理学院院长 段金桥 讲席教授） 2. 09:00−17:20，主题报告、交流研讨与自由讨论 2026年5月9日，1号实验楼A203 时间 报告人 报告题目 主持人 09:00 − 09:30 吴宇平 电化学储能材料的研发 牛艳辉 大湾区大学 09:30 − 10:00 袁炜 合成化学与煤化工的 前世、今生和未来 10:00 − 10:30 朱满洲 有机配体保护的金属团簇化学 10:30 − 10:50 休息 10:50 − 11:20 杨国昱 氧合团簇化学 梁球铭 大湾区大学 11:20 − 11:50 刘柳 双亲铝宾化学 11:50 − 13:30 午餐 13:30 − 14:00 陶友华 阴离子结合(anion-binding) 催化聚合 赖海旺 大湾区大学 14:00 − 14:30 王天利 仿生肽季鏻盐不对称催化 14:30 − 15:00 俞静波 药物分子合成的机械化学策略 15:00 − 15:30 刘超 同位素有机硼化学 15:30 − 15:50 休息 15:50 − 16:20 李映伟 MOF基多孔催化材料 刘凯瑞 大湾区大学 16:20 − 16:50 魏晓峰 机械化学：合成与药物化学领域的新兴变革技术 16:50 − 17:20 谭庚文 主族单配位化合物化学   （三）5月10日（松山湖校区参观交流） 三、联系方式 会议主席：罗德平讲席教授 会议召集人：牛艳辉教授 会务组：由才，符方玉，赖海旺，刘凯瑞，梁球铭，王韩强，关择诚，梅言波 会务组秘书：赵诗涵 会议联系邮件：chem@gbu.edu.cn

近日，我校物质科学学院刘莎研究员与华南师范大学贾涛教授、北京航空航天大学马睿杰教授团队合作，在高效有机太阳能电池材料设计与厚膜器件性能优化方面取得重要进展。相关成果以 “A Donor–Acceptor Integrated Polymer for Efficient Organic Solar Cells” 为题发表在 Science Advances 期刊。刘莎研究员为本论文共同通讯作者，大湾区大学访问研究生吴伦比为论文第一作者。 研究背景 有机太阳能电池（OSCs）凭借可溶液加工、机械柔性和轻量化等优势，被视为下一代光伏技术的重要方向。然而，目前高效率 OSCs 在厚膜（≥300 nm）条件下仍面临性能下降的难题：材料缺陷密度高、电子-声子耦合强、载流子迁移率下降，使光生电荷难以高效传输，从而限制了功率转换效率（PCE）及长期稳定性。如何从分子层面设计兼具高效载流子传输、低缺陷密度以及厚膜适应性的聚合物，一直是该领域的核心科学挑战。 研究成果 本工作创新性地设计并合成了一种融合 Y 型小分子受体的刚性 π 共轭骨架聚合物 PQIC。该聚合物将小分子受体纵向共价整合进聚合物骨架，形成完整而刚性的 π 共轭连续结构，具有双极性载流子传输能力，同时显著抑制分子振动与电子-声子耦合。PQIC 分子结构如同精细的“分子支架”，在活性层中既改善分子有序排列，又保证电荷传输路径连续且陷阱密度低。 结果显示，PQIC 虽然单独作为光吸收材料效率有限，但作为三元体系的第三组分掺入 D18:L8-BO 活性层后，可显著提升光电性能。在优化条件下，器件在 100 nm 活性层厚度下达到 PCE 20.81%（第三方认证 20.60%），而在厚膜 300 nm 条件下仍保持 19.11%，远高于二元对照体系的 15.76%。该工作不仅验证了融合受体刚性聚合物作为三元体系添加剂的有效性，还揭示了分子骨架设计、电子-声子耦合抑制与分子有序排列的协同机制。这些成果为厚膜、高稳定性、可扩展 OSCs 的材料设计提供了全新的理论基础和分子工具，有望推动有机太阳能电池向高效率、厚膜兼容及产业化应用迈进。 刘莎课题组招聘 课题组长期招聘博士后研究人员，待遇从优，欢迎有志加盟的青年才俊发送邮件至shaliu@gbu.edu.cn ，进行进一步的沟通交流。  

近日，我校物质科学学院刘莎研究员与与南华大学李振业教授、赖寒健教授团队合作，在调控厚膜有机太阳能电池性能方面取得进展，相关成果以“Spin-manipulation via novel MoPS3 nanocrystal for high-performance thick-film organic solar cells”为题发表在《Nature Communications》(IF 16.6)期刊。刘莎研究员为本论文的共同通讯作者。 研究背景 有机太阳能电池（OSCs）因其轻量化、柔性化和低成本溶液加工特性，被视为下一代大面积光伏技术的重要方向。然而，厚膜（≥300 nm）有机太阳能电池在实现高功率转换效率时仍面临重大挑战：激子扩散长度有限，单重态激子寿命短，导致非辐射复合严重，同时载流子迁移率下降，填充因子和光电流损失明显。这一厚度与性能权衡问题，长期制约了有机太阳能电池的工业化大面积制备。 研究成果 该工作创新性地设计并制备了二维磁性 MoPS3 纳米晶体，通过溶剂辅助超声剥离得到高质量纳米晶体，并将其作为功能性添加剂掺入厚膜 OSCs 活性层。通过巧妙的材料工程，这些纳米晶体能够在活性层内部形成微弱内在磁场，并利用重金属 Mo 的自旋轨道耦合（SOC）效应，有效促进单重态（S1）向三重态（T1）的跃迁（ISC）。这一机制如同精细的“自旋开关”，显著延长了激子寿命和扩散长度，同时重新排列三重态与电荷转移态能量，抑制非辐射复合损失。研究团队通过瞬态吸收光谱（TA）、电子顺磁共振（EPR）、光致发光寿命（TRPL）等高精度表征，直接证实了 MoPS3 纳米晶体促进三重态生成和 ISC 加速的效果。实验表明，掺杂 MoPS3 后的 D18-Cl:L8-BO 厚膜 OSCs 激子扩散长度显著增加，载流子迁移率保持高且平衡，激子分离效率进一步提升。同时MoPS3 纳米晶体通过 S···Cl 和 Mo–O 定向协调作用，引导 D18-Cl 和 L8-BO 分子形成更加有序的 π-π 堆积和晶格排列，PiFM 与 GIWAXS 测试显示活性层纤维网络更均匀、细化，载流子陷阱和非辐射复合显著减少。 基于这一策略，实验室制备的厚膜 OSCs 取得卓越性能：100 nm 活性层 PCE 达 20.37%，300 nm 厚膜仍保持 19.36%（经认证为 19.13%），创造了厚膜有机太阳能电池的最高纪录。进一步验证了方法的通用性，在 D18:L8-BO 和 PM6:Y6 系统中，厚膜 PCE 轻微下降，展现了极佳的厚度耐受性与可扩展性。 这项工作不仅揭示了磁性纳米晶体在厚膜 OSCs 中延长激子扩散、抑制非辐射复合的内在机制，也为理性设计高性能、厚膜耐受的有机光伏材料提供了全新的理论基础和分子工具。该研究成果将有力推动有机光伏技术向高效、稳定、可产业化方向迈进，为可印刷大面积光伏器件的商业化应用奠定坚实基础。 刘莎课题组招聘   课题组长期招聘博士后研究人员，待遇从优，欢迎有志加盟的青年才俊发送邮件至shaliu@gbu.edu.cn ，进行进一步的沟通交流。

钙钛矿太阳能电池被誉为下一代光伏技术的“希望之星”，但其长期工作稳定性不足始终是商业化应用的最大障碍。在三维钙钛矿中引入低维结构是提升稳定性的有效策略，然而，如何从分子层面精准操控这些低维结构的“维度”，使其既能高效保护三维结构，又不阻碍电荷传输，是领域内的核心科学难题。 针对这一挑战，大湾区大学陈虎研究员团队与深圳职业技术大学胡汉林教授、上海交通大学陈昊教授、新加坡国立大学侯毅教授、萨里大学张伟教授等国内外多个顶尖课题组紧密合作，从配体分子的源头设计出发，取得了关键性突破。 陈虎研究员团队创新性地设计并合成了一系列具有不同链长和末端官能团的新型双咪唑鎓盐配体。通过巧妙的分子工程，这些配体如同精细的“化学开关”，能够精准地引导钙钛矿晶体生长，实现了从零维（0D）分子晶体、到平行一维（1D）链、再到独特的“桥接”一维（1D）网络结构的逐级精准调控。 研究通过高精度的单晶X射线衍射技术，成功解析了所有新合成配体与碘化铅形成的低维钙钛矿单晶结构，从原子层面直接证实了配体结构与最终钙钛矿维度之间的明确构效关系。 特别是设计出的一种具有更长间隔基团的“桥接”一维结构，不仅显著增强了钙钛矿框架的稳定性，其高度择优的晶体取向更为电荷的高效垂直输运开辟了“高速公路”。这种创新的1D/3D杂化结构大幅提升了薄膜质量，缺陷态密度显著下降，最终协同实现了器件性能的飞跃：实验室制备的钙钛矿太阳能电池光电转换效率达到27.21%（经国家光伏中心认证为27.02%）。 该策略还成功拓展至大面积组件制备，30×30 cm²的钙钛矿组件获得了21.41% 的冠军效率。此外，在严苛的长期稳定性测试中，未封装的优化器件在60°C高温下连续光照2000小时，仍能保持初始效率的94.3%，展现出卓越的实际应用潜力。 此项工作不仅揭示了配体分子结构与低维钙钛矿维度之间的内在调控规律，为理性设计高效稳定钙钛矿材料提供了全新的理论基础和分子工具，该研究成果有力推动了钙钛矿光伏技术向高效、稳定、可产业化的方向迈进。 陈虎课题组招聘 陈虎研究员为该论文的共同通讯作者，承担了论文关键材料的设计与合成的主要工作。 陈虎研究员博士毕业于北京大学，入选国家教育部海外高层次青年人才引才计划、广东省珠江学者、东莞市特色人才、莞邑人才等人才项目，在牛津大学、阿卜杜拉国王科技大学留学多年，在专业期刊上发表论文60多篇。课题组经费充足，资源丰富，现面向海内外公开诚聘客座研究生、研究助理、博士后研究人员，表现优异者可推荐去海外一流高校的课题组继续深造。有志加盟的青年才俊可发送邮件至chenhu@gbu.edu.cn 进行进一步的沟通交流（课题组网址：https://www.x-mol.com/groups/hu/）。 论文标题与链接 《Dimensional control of low-dimensional perovskite hybrids for photovoltaics》  

近日，我校物质科学学院陈辰研究员与哈尔滨工业大学（深圳）张倩教授、香港大学陈粤副教授合作，在调控离子键化合物的热电性能方面取得进展，相关成果以“Chemical bonding manipulation unlocks high performance ionic-bonded thermoelectrics”为题，发表于学术期刊Nature Communications。陈辰研究员为本论文的共同通讯作者。 研究背景 具有强离子性和显著电子局域化特征的离子键化合物通常具有宽带隙和强光学声子散射，导致载流子浓度和迁移率受限，从而表现出较差的电输运性能。传统的载流子调控等手段很难实现这类材料热电性能的优化。 研究成果 本研究以离子键化合物碲化锰（MnTe）为研究对象，通过引入化学键调控策略调节电子分布并引入多尺度声子散射中心，在提升电输运性能的同时有效抑制晶格热导率。在电输运方面，成功解耦了载流子浓度、迁移率和有效质量之间的耦合关系，实现多参数协同优化，从而显著提高功率因子。在热输运方面，随着键长增加引起的晶格软化以及多级缺陷结构的构建，有效降低了声子群速度并增强了全谱声子散射，实现了极低的晶格热导率。基于上述协同调控，材料的热电性能得到了显著提升。基于此材料构建的分段器件在473 K温差下实现了约11%的热电转换效率，可以媲美部分经典的IV-VI族热电材料。这一结果表明了化学键调控策略在离子键体系中的有效性，为优化此类材料并推动其在温差发电中的应用提供了新的思路。       

近日，大湾区大学物质科学学院龚寿书教授与北京航空航天大学博士研究生卢欣、美国加州大学圣巴巴拉分校Kavli理论物理研究所张嘉鑫博士、美国科罗拉多大学Boulder分校Lukas Homeier博士、美国加州州立大学Donna Sheng教授、清华大学高等研究院翁征宇教授合作，在掺杂莫特反铁磁体的研究中取得有趣的新进展。 研究团队利用大规模高精度的密度矩阵重正化群数值计算方法，系统研究了近期在Rydberg量子模拟器平台上实现的玻色型t-J模型，预言了六种不同的量子物相，其中多个物相超越了传统的玻色系统超流范式。研究进一步提出了具体的实验方案，可在Rydberg原子阵列中实现对跃迁符号的有效调控，并明确了模型参数与实验可实现区域的对应关系。该工作揭示了掺杂莫特反铁磁体中相互竞争与交织的有序量子态，这些现象背后的物理过程与高温超导机制中的核心问题密切相关，充分反映了空穴与自旋背景之间复杂的阻挫相互作用。相关成果为未来基于Rydberg阵列的量子模拟实验奠定了一定的理论基础。 相关成果以“CompetingIntertwined Orders in Boson-Doped Mott Antiferromagnets”为题，发表于学术期刊Physical Review Letters。龚寿书教授得到了国家自然科学基金（项目批准号：12534009、12274014）、广东省量子科学战略计划（项目批准号：GDZX2501006）、广东省普通高校重点领域专项（项目批准号：2023ZDZX3054）以及东莞市先进材料人工智能设计重点实验室的资助。计算工作得到了大湾区大学松山湖高性能计算中心的支持。 研究背景 建立对掺杂反铁磁莫特绝缘体的全面理解，是现代凝聚态物理的核心挑战之一，并与非常规超导体的微观机理研究密切相关。作为描述此类体系核心物理的基本理论框架，费米型t-J模型在过去的三十年间得到了广泛而深入的研究。通过大规模无偏差数值模拟，人们在正方晶格费米型t-J模型的研究中取得了显著进展。尽管部分结论仍然存在争议，但目前已形成较为广泛的共识，即次近邻跃迁 t' 在超导的形成中起着关键作用。 与数值研究并行发展的是，基于光晶格和Rydberg 原子阵列的冷原子量子模拟器已成为探索掺杂莫特反铁磁体的重要平台。近期，具有反铁磁相互作用的玻色型 t-J 模型在包含三个高激发原子态的 Rydberg 原子阵列平台中被提出并成功实现。在该体系中，原子间的偶极-偶极相互作用与范德瓦尔斯相互作用自然映射为包含硬核玻色子空穴掺杂和反铁磁相互作用的t-t'-J模型。此外，研究者还在多种替代体系中探索了该模型的实现途径，例如具有自旋依赖相互作用的 Bose-Hubbard 体系、交错外场体系以及负温度态等。 值得关注的是，尽管玻色子与费米子在统计性质上存在根本差异，玻色型t-J模型在物理行为上与费米型体系仍表现出高度相似性，包括超导态和条纹有序态的形成。然而，当前基于Rydberg原子阵列的实验实现仍局限于t' > 0的参数区域，这在很大程度上限制了对全局量子相图的系统探索，特别是对不同参数区域中相互竞争与交织的量子有序态的深入研究。 研究成果 为克服当前实验实现所面临的局限与挑战，合作小组利用大规模密度矩阵重正化群方法，对正方晶格上的玻色型 t-t'-J 模型进行了系统深入的研究，揭示了一系列丰富的非常规量子相。这些物相的性质显著偏离了传统公度动量凝聚的简单超流范式，其中包括具有空间调制配对结构的配对密度波相（PDW）、同时缺乏单空穴与空穴对相位相干性的无序配对密度波相（dPDW），以及一种具有涌现非公度动量凝聚与巡游磁性的奇异超流相（SF*+IM）。值得注意的是，在t'/t > 0的参数区间，观测到一种相分离现象：空穴趋于聚集并形成铁磁畴区，与未掺杂的反铁磁区域交替分布，这一现象与当前 Rydberg 实验中观测到的行为高度吻合。进一步，提出了一个基于 Rydberg 原子阵列的实现方案，可在掺杂莫特反铁磁体中同时实现 t' > 0 和 t' < 0 两种参数区间的量子模拟，为 Rydberg 原子阵列平台上的相关实验探索奠定了理论基础。     相图与Rydberg实验方案 (a) 准一维4腿格子上玻色型 t-t'-J 模型的基态相图。在-0.3 ≤ t'/t ≤ 0.3和1/24 ≤ δ ≤ 1/3 的参数范围内，我们识别出以下量子相：在t' ≥ 0 一侧，存在相分离（PS）和超流与面内铁磁共存的 SF+xy-FM 相；在t'≤ 0 一侧，存在超流与反铁磁共存的 SF+AFM 相，以及非公度超流与巡游磁性共存的 SF*+IM 相；在 SF+AFM 相与 SF*+IM 相之间，夹有配对密度波与反铁磁共存的 PDW+AFM 相及其 dPDW+AFM 相；在δ = 1/4 的特殊掺杂下，则出现键序波（BOW）相。图中符号标记了具体的计算参数点。 (b) 硬核玻色型空穴掺杂的 t-t'-J模型可通过三个Rydberg能级来实现。隧穿项源于|S ⟩ 态与|P⟩ 态之间的偶极-偶极交换相互作用。在不影响自旋相互作用的前提下，我们可以自由选择|P⟩ 态（空占态）的磁能级，通过规范变换实现隧穿系数t'/t两种符号的调控。