報(bào)告題目：激子-光子強(qiáng)耦合室溫量子態(tài)的實(shí)現(xiàn)與操控
報(bào)告人：王雪華（教授，中山大學(xué)）
報(bào)告時(shí)間：6月11日（周日）11:30
報(bào)告地點(diǎn)：沙河校區(qū)學(xué)術(shù)交流中心一樓104會(huì)議室
摘要：
室溫量子態(tài)是發(fā)展高性能微納量子光電子器件與固態(tài)量子芯片的核心基礎(chǔ)。但由于室溫下的巨大耗散，導(dǎo)致量子態(tài)及其量子器件很難工作于室溫。激子-光子室溫強(qiáng)耦合提供了實(shí)現(xiàn)人造室溫量子態(tài)的有效途徑。世界各國(guó)科學(xué)家經(jīng)過(guò)近二十年的不斷努力，采用提高激子-光子耦合強(qiáng)度克服室溫下巨大耗散的方法，實(shí)現(xiàn)了近單激子-光子的室溫量子強(qiáng)耦合。我們?cè)诠ぷ鞯幕A(chǔ)上，又搶先實(shí)現(xiàn)了確定性單量子點(diǎn)與單納米顆粒的室溫量子強(qiáng)耦合。但提高激子-光子耦合強(qiáng)度的方法導(dǎo)致單激子室溫量子強(qiáng)耦合一直是極低概率（小于1%）的偶發(fā)性事件，因?yàn)樗竽ｓw積小于100立方納米、激子的偶極矩和電場(chǎng)的方向要近似平行、激子位于最強(qiáng)電場(chǎng)之處。這些嚴(yán)苛的條件嚴(yán)重妨礙了室溫量子態(tài)領(lǐng)域的發(fā)展。
突破制約室溫量子態(tài)發(fā)展瓶頸的出路在于降低室溫強(qiáng)耦合的實(shí)現(xiàn)條件。為此，我們發(fā)展非厄密室溫強(qiáng)耦合理論，給出能級(jí)劈裂和光譜劈裂的準(zhǔn)確臨界條件，預(yù)言了室溫量子強(qiáng)耦合的多樣性，并被實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證?；谂R界條件，我們提出高效實(shí)現(xiàn)室溫量子強(qiáng)耦合的新方法：抑制局域表面等離激元模耗散使其與激子耗散相匹配，顯著降低室溫強(qiáng)耦合的實(shí)現(xiàn)條件。實(shí)驗(yàn)上，巧妙利用Fabry-Perot光學(xué)介質(zhì)微腔抑制金屬等離激元模的耗散，實(shí)現(xiàn)其與激子線寬的較好匹配，使光子模體積可以擴(kuò)大12倍、激子躍遷偶極矩和電場(chǎng)的夾角可以放松至約72度。從而使室溫量子強(qiáng)耦合的成功率由此前的不到1%大幅提高至80%。該方法也為長(zhǎng)期制約表面等離激元光子學(xué)發(fā)展的耗散問(wèn)題提供了可能的解決方案。報(bào)告最后將展望室溫量子態(tài)的發(fā)展趨勢(shì)和挑戰(zhàn)。
個(gè)人簡(jiǎn)介：
王雪華，中山大學(xué)教授。他長(zhǎng)期從事高效微納光子學(xué)的研究，致力于片上高性能量子光源、有源無(wú)源光電子器件的集成、室溫量子態(tài)及其量子器件的實(shí)現(xiàn)。代表性學(xué)術(shù)成果包括：1、提出位置調(diào)控的廣義洛倫茲譜光輻射理論，豐富和拓展了對(duì)光與物質(zhì)相互作用的認(rèn)識(shí)；2、調(diào)控光子隨機(jī)輻射為有序光子流，率先實(shí)現(xiàn)有“重要里程碑”意義的高性能量子光源；3、提出抑制耗散高效地實(shí)現(xiàn)室溫量子態(tài)的方法，使室溫量子比特的規(guī)?；苽涑蔀榭赡?。他已在Nat. Nanotech.、Phys. Rev. Lett.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Light: Sci. & App.等國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文130余篇。他作為首席科學(xué)家和負(fù)責(zé)人先后主持多項(xiàng)國(guó)家重大和重點(diǎn)項(xiàng)目。
