報告題目：激子-光子強耦合室溫量子態的實現與操控

報告人：王雪華（教授，中山大學）

報告時間：6月11日（周日）11:30

報告地點：沙河校區學術交流中心一樓104會議室

摘要：

室溫量子態是發展高性能微納量子光電子器件與固態量子芯片的焦点基礎。但由于室溫下的巨大耗散，導致量子態及其量子器件很難事情于室溫。激子-光子室溫強耦合提供了實現人造室溫量子態的有效途徑。世界各國科學家經過近二十年的不斷努力，接纳提高激子-光子耦合強度克服室溫下巨大耗散的要领，實現了近單激子-光子的室溫量子強耦合。我們在事情的基礎上，又搶先實現了確定性單量子點與單納米顆粒的室溫量子強耦合。但提高激子-光子耦合強度的要领導致單激子室溫量子強耦合一直是極低概率（小于1%）的偶發性事件，因爲它要求模體積小于100立方納米、激子的偶極矩和電場的偏向要近似平行、激子位于最強電場之處。這些嚴苛的條件嚴重妨礙了室溫量子態領域的發展。

突破制約室溫量子態發展瓶頸的出路在于降低室溫強耦合的實現條件。爲此，我們發展非厄密室溫強耦合理論，給出能級劈裂和光譜劈裂的准確臨界條件，預言了室溫量子強耦合的多樣性，並被實驗所驗證。基于臨界條件，我們提出高效實現室溫量子強耦合的新要领：抑制局域外貌等離激元模耗散使其與激子耗散相匹配，顯著降低室溫強耦合的實現條件。實驗上，巧妙利用Fabry-Perot光學介質微腔抑制金屬等離激元模的耗散，實現其與激子線寬的較好匹配，使光子模體積可以擴大12倍、激子躍遷偶極矩和電場的夾角可以放松至約72度。從而使室溫量子強耦合的乐成率由此前的不到1%大幅提高至80%。該要领也爲長期制約外貌等離激元光子學發展的耗散問題提供了可能的解決方案。報告最後將展望室溫量子態的發展趨勢和挑戰。

個人簡介：

王雪华，中山大学教授。他恒久从事高效微纳光子学的研究，致力于片上高性能量子光源、有源无源光电子器件的集成、室温量子态及其量子器件的实现。代表性学术结果包罗：1、提出位置调控的广义洛伦兹谱光辐射理论，富厚和拓展了对光与物质相互作用的认识；2、调控光子随机辐射为有序光子流，率先实现有“重要里程碑”意义的高性能量子光源；3、提出抑制耗散高效地实现室温量子态的要领，使室温量子比特的规模化制备成为可能。他已在Nat. Nanotech.、Phys. Rev. Lett.、Sci. Adv.、Nat. Commun.、Light: Sci. & App.等海内外著名学术期刊发表SCI论文130余篇。他作为首席科学家和卖力人先后主持多项国家重大和重点项目。