山西大學(xué)物理電子工程學(xué)院物理學(xué)介紹 正文

物理學(xué)主要研究方向分為：
方向一量子光學(xué)與量子信息：本方向以光場(chǎng)量子態(tài)作為量子資源，開(kāi)展量子計(jì)算、量子通信和量子測(cè)量等領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的攻關(guān)，在此方向上形成了優(yōu)勢(shì)與特色，在國(guó)際上占有重要地位。在連續(xù)變量糾纏態(tài)光場(chǎng)的糾纏度和組份、原子中量子存儲(chǔ)時(shí)間、量子邏輯門數(shù)達(dá)到目前國(guó)際最高水平；國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)一維、兩維及強(qiáng)相互作用下超冷費(fèi)米氣體自旋軌道耦合的量子模擬。以上研究對(duì)量子信息、量子模擬特別是設(shè)計(jì)和模擬新型拓?fù)淞孔硬牧暇哂兄卮笠饬x。
方向二超冷原子分子物理：本方向的主要研究領(lǐng)域?yàn)楣馀c超冷原子分子相互作用，針對(duì)超冷原子、超冷極性分子、巨型里德堡分子和玻色愛(ài)因斯坦凝聚以及自旋-軌道耦合的簡(jiǎn)并費(fèi)米氣體等的量子態(tài)制備、測(cè)量與應(yīng)用的國(guó)際研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題開(kāi)展研究，利用光場(chǎng)、電磁場(chǎng)和微波場(chǎng)實(shí)現(xiàn)超冷原子分子量子態(tài)的有效操控，解決量子信息處理與精密光譜等研究中的重大科學(xué)問(wèn)題。開(kāi)展超冷原子分子物理的研究將促進(jìn)量子科學(xué)、光譜技術(shù)等領(lǐng)域的全面發(fā)展，極具科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
方向三光與物質(zhì)相互作用：主要從原子系綜與光場(chǎng)相互作用的量子調(diào)控以及確定性原子的操控及其與光場(chǎng)強(qiáng)耦合作用方面開(kāi)展研究，具體研究?jī)?nèi)容包括：冷原子系綜中的高效率、長(zhǎng)壽命量子存儲(chǔ)，高性能量子中繼，原子介質(zhì)中的光子晶格及新奇量子態(tài)，從單原子到多原子陣列的操控及其與微腔的強(qiáng)耦合，單分子量子相干效應(yīng)與動(dòng)力學(xué)特性，基于多原子控制的量子模擬和量子信息處理，基于納米光纖和微盤腔的原子操控與測(cè)量以及利用量子光源和原子系綜的精密磁場(chǎng)測(cè)量等方面的研究。
方向四量子物理的理論研究：立足本學(xué)科國(guó)際前沿，本方向的主要研究領(lǐng)域包括量子物理基礎(chǔ)、冷原子理論、復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論、中高能核物理等方面，在突出理論物理研究的前瞻性的同時(shí)又兼顧基本理論的潛在應(yīng)用。在以下研究方向上形成了獨(dú)具特色的研究隊(duì)伍，有一定的研究?jī)?yōu)勢(shì)：分子磁體和場(chǎng)論模型量子隧穿中提出并發(fā)展的周期瞬子方法，量子簡(jiǎn)并原子氣體中新奇量子態(tài)的相干操控理論，低維及介觀體系的輸運(yùn)及拓?fù)湫再|(zhì)研究，非線性量子系統(tǒng)中的超流及孤子動(dòng)力學(xué)等。
方向五固態(tài)量子材料：本方向主要研究領(lǐng)域?yàn)榈途S結(jié)構(gòu)中光、電、自旋的量子效應(yīng)及其物理機(jī)制；制備III-V族半導(dǎo)體量子材料；開(kāi)發(fā)半導(dǎo)體自旋器件和高品質(zhì)單光子源。該方向擁有自材料生長(zhǎng)至材料測(cè)試較為完善的科研設(shè)備，具有將強(qiáng)的產(chǎn)學(xué)研合作基礎(chǔ)。能夠開(kāi)展新型量子材料系統(tǒng)的自旋電子學(xué)和半導(dǎo)體量子光學(xué)展開(kāi)前沿研究；培養(yǎng)具有國(guó)際視野的高水平研究生。
方向六全固態(tài)激光技術(shù)和光量子器件：本方向主要進(jìn)行高性能的全固態(tài)激光技術(shù)的研究及相關(guān)器件的研制和基于量子光學(xué)技術(shù)的光量子器件的研究及相關(guān)器件的研制。本方向在全固態(tài)連續(xù)單頻激光器研究方面有著長(zhǎng)期的積累，研制的激光器的性能指標(biāo)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平，曾獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和山西省技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。在基于連續(xù)變量量子光學(xué)技術(shù)的相關(guān)量子光學(xué)器件方面進(jìn)行著國(guó)際前沿研究，已研制出國(guó)際上首臺(tái)連續(xù)變量量子糾纏態(tài)光源和量子保密通信樣機(jī)。

山西大學(xué)

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