양자 자성, 초전도, 초유체 등의 응집물질 현상들은 근본적으로 많은 입자들이 서로 상호작용하고 있는 양자 다체계의 현상으로서, 고체 재료 뿐 아니라 핵물질, 중성자 별에 이르기까지 다양한 물리학 분야의 주요한 관심이다. 본 연구실에서는 이러한 양자 다체계의 기본원리 이해를 위해 동적평균장이론과 몬테칼로방법을 포함한 대규모 컴퓨터계산/이론 연구를 수행한다. 양자 다체계의 계산물리 방법론들은 기초물리학 연구 뿐 아니라 그래핀과 같은 미래 전자소자 연구에 광범위하게 응용된다. 현재 연구의 중점은 극저온 원자 기체의 다체현상이다. 레이저와 자기장으로 포집된 원자 기체는 수십나노켈빈까지 냉각되고, 광학적 방법을 이용한 뛰어난 조작성으로 응집물질물리 연구를 위한 미래의 양자 에뮬레이터 구현 가능성으로 주목받고 있다. 극저온 원자 기체를 이용하여 매우 단순화된 인공의 고체상태를 구현할 수 있고, 그 현상에 대한 이론연구는 실험과 매우 가깝게 비교가능하여 특이한 초전도성, 양자 자성 등의 복잡한 응집물질 현상에 새로운 시각과 이해를 제공할 것으로 기대한다.