计算凝聚态物理是凝聚态物理研究中重要的科学领域。常见的计算凝聚态物理方法，如计算电子结构与性质的密度泛函理论和紧束缚模型，需要对哈密顿量进行对角化运算，极大限制了研究体系的大小，是扩展计算尺度的瓶颈所在。如何发展低标度的计算方法是本领域中至关重要又极富挑战的科学问题。

袁声军教授长期从事原创计算凝聚态物理方法的探索、发展和应用研究。自2017年入职武汉大学后，作为独立课题组负责人发表学术论文98篇，其中通讯作者论文69篇：包括Nature、Science、Nat. Mater.、Natl. Sci. Rev.、Nat. Commun.、Phys. Rev. X.、Phys. Rev. Lett. 等高水平期刊论文和37篇Phys. Rev. B。

近年来在计算物理方法发展方面的主要学术成绩包括:

(1)发展了线性标度的计算凝聚态物理方法TBPM （Tight-binding Propagation Method），实现了电子体系能量态密度、朗道能级、局域态密度、准本征态、光导率、电导率、磁光电导率、载流子速率、迁移率、平均自由程、局域长度、扩散系数、穿透系数、磁化强度、磁化率、极化函数、响应函数、介电常数、能量损失谱、等离激元谱、等离激元寿命等物理量的无对角化计算，独立自主开发了大型软件TBPLaS (Tigh-binding Package for Large-scale Simulations)，计算尺度较传统方法提升5-6个数量级，至数十亿原子或更大的紧束缚体系。

(2)发展了基于密度泛函理论的无对角化计算方法DFPM (Density-functional Propagation Method)，提出了计算电荷密度的随机态含时演化公式，独立自主开发了计算软件ABPLaS (Ab-initial Package for Large-scale Simulations)，计算尺度较传统方法提升3-4个数量级，将密度泛函理论计算扩展至数百万原子体系。

近年来在计算物理方法应用方面的主要学术成绩包括:

（3）发现了里德堡莫尔激子：Science 380, 1367 (2023)

（4）实现了过渡金属硫族化合物纳米管的可控生长和制备：Nat. Mater. （2024）

（5）发现了二维莫尔超晶格中晶格重构导致的本征赝磁场：Nat Commun. 11, 371 (2020)

（6）建立了低维点群体系中偏振相关的光学选择定则,确定了十种低维点群结构的光吸收机理；Phys. Rev. X 12, 021055 (2022)

（7）建立了二维晶体气体通透性极限的理论模型，与诺奖得主的理论-实验合作研究“破解了无缺陷多层石墨烯中的氢插层之谜”：Nature 579, 229 (2020)

（8）预言了分数空间中非整数的量子霍尔效应：Phys. Rev. B 101, 045413 (2020)

（9）创造了量子计算机全振幅模拟的世界记录（48量子比特）：Comp. Phys. Comm. 237, 47 (2019)