TCMP 연구실은 이론 응집물질물리학 분야에서 세계적인 경쟁력을 갖춘 연구실로, 초고속 광-물질 상호작용, 비평형 양자 동역학, 위상 물질 및 강상관계 시스템 등 첨단 물리 현상을 제일 원리 기반의 이론 및 계산 방법론을 통해 심층적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 펨토초 및 아토초 시간 척도에서 일어나는 전자 및 격자 동역학, 빛에 의해 유도되는 위상 전이, 초전도 현상 등 다양한 비평형 물리 현상을 실시간 시뮬레이션과 이론적 해석을 통해 규명하고 있습니다. 특히, 실시간 시간-의존 밀도 범함수 이론(rt-TDDFT), 비평형 그린 함수, 정확한 대각화 등 첨단 계산 기법을 자체적으로 개발 및 적용하여, 실험적으로 관측하기 어려운 초고속 현상과 새로운 위상 상태를 이론적으로 예측하고 있습니다. 또한, 광공동(cavity) 내에서의 진공 광자장과 물질의 결합을 통한 초전도 현상 향상, 위상 물질의 동적 제어, 강상관계 시스템에서의 새로운 위상 상태 실현 등 혁신적인 연구를 선도하고 있습니다. 연구실은 다양한 국제 공동연구 및 국내외 연구기관과의 협업을 통해, 실험-이론 융합 연구를 활발히 진행하고 있습니다. 최근에는 테라헤르츠(THz) 광원, 강한 펄스 레이저를 활용한 비평형 위상상태 실시간 제어, 광유도 초전도 및 페로일렉트릭 상전이 등 세계적으로 주목받는 연구 성과를 다수 발표하였습니다. 아울러, 밀도 범함수 이론(DFT), 시간-의존 밀도 범함수 이론(TDDFT), 비평형 그린 함수 등 다양한 제일 원리 기반 계산 패키지 및 방법론을 자체적으로 개발하여, 국내외 연구자들과의 협업, 오픈소스 소프트웨어 배포, 교육 및 연구 인프라 구축 등 다양한 방식으로 활용하고 있습니다. 이를 통해 차세대 물리학 연구의 기반을 마련하고, 신진 연구자 양성 및 국내 계산물리 분야의 경쟁력 강화에 기여하고 있습니다. TCMP 연구실의 연구는 미래 양자정보, 초전도 소자, 에너지 효율적 전자소자 개발 등 첨단 기술의 기반이 되는 핵심 원천기술을 제공하며, 새로운 물질 설계 및 기능성 소재 개발, 양자기술 및 신소재 과학의 발전에 중요한 역할을 하고 있습니다.