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

報告所在：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。

突破制约室温量子态生长瓶颈的出路在于降低室温强耦合的实现条件。为此，我们生长非厄密室温强耦合理论，给出能级劈裂和光谱劈裂的准确临界条件，预言了室温量子强耦合的多样性，并被实验所验证。基于临界条件，我们提出高效实现室温量子强耦合的新要领：抑制局域外貌等离激元模耗散使其与激子耗散相匹配，显著降低室温强耦合的实现条件。实验上，巧妙利用Fabry-Perot光学介质微腔抑制金属等离激元模的耗散，实现其与激子线宽的较好匹配，使光子模体积可以扩大12倍、激子跃迁偶极矩和电场的夹角可以放松至约72度。从而使室温量子强耦合的乐成率由此前的不到1%大幅提高至80%。该要领也为恒久制约外貌等离激元光子学生长的耗散问题提供了可能的解决方案。報告最后将展望室温量子态的生长趋势和挑战。

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。