理论物理研究所第二研究室主要包括以下三个研究方向： 

　　凝聚态理论研究 

　　复杂性和多样性是多体微观量子世界的基本特征，对其规律性的探索是凝聚态理论研究的核心。这方面的每一次突破，例如，能带论和超导的BCS理论的建立，都对人类认识量子多体物理本身和微观世界产生了深刻的影响，其成果交叉渗透到物理学的其他领域及数学、化学、材料、信息、计算机等许多学科。近年来，在陶瓷材料、半导体异质结及其它低维固体材料中发现的大量反常物理现象召唤着新的电子论的诞生。对这些新的物理现象的研究是理论物理所凝聚态物理理论研究人员的一个中心任务，主要的研究方向包括：量子Hall效应、高温超导电性、巨磁阻等强关联系统的物理机理、量子液体及量子临界现象。一些新奇量子系统，例如，在光格子中的冷原子系统，基于系统拓扑不变性的量子计算等。量子多体理论方法，特别是数值计算的方法的探索和应用。计算方法包括密度矩阵重整化群、量子蒙特-卡罗计算、从头计算等。在介观(甚至更小尺度)系统中，载流子、光子或中性原子的相干、关联、涨落、耗散和输运的研究。 

　　统计物理与理论生物物理、生物信息学研究 

　　该团队的主要研究领域是：理论生物物理与生物信息学，临界现象，液体统计物理，自旋玻璃理论及其在交叉科学中的应用。在近几年中主要的研究精力集中在如下四个课题：1）生物信息学，即将统计学和语言学中的方法应用于基因组学与蛋白质组学。2）分子与细胞生物学系统的统计物理学，包括单分子弹性力学和生物膜的弹性力学以及对生物网络性质的实验及理论研究。3）相变与临界现象理论，液体统计物理与玻璃态动力学。4）有限连通自旋玻璃系统理论及其在信息科学与优化问题中的应用。这些研究将有助于理解个体之间的简单基本的相互作用如何能够导致自然界的丰富多样性。 

　　量子物理、量子信息和光与物质的相互作用理论研究 

　　量子物理是现代科学的基础学科之一。近二十年的研究表明了量子观念在信息科学方面的核心作用,并诞生了量子信息学。本方向着眼于量子信息的物理基础，研究工作立足于量子测量、量子开系统, 量子热力学和宏观量子现象（玻色爱因斯坦凝聚和超导量子比特），在量子信息物理实现和量子信息方案方面开展深入和系统的工作，并力争对未来量子器件、量子态操纵和纳米机械等潜在技术发展提出新概念和新思想。我们在强调理论研究同时，密切联系于光与物质相互作用的物理实验，进一步发展处理强场中的原子分子和人工结构运动的理论方法（如半经典理论和量子混沌）。我们的研究还涉及到量子力学结构相关的数学物理问题。