山西大學物理電子工程學院物理學介紹 正文

物理學主要研究方向分為：
方向一量子光學與量子信息：本方向以光場量子態(tài)作為量子資源，開展量子計算、量子通信和量子測量等領域的研究工作。經(jīng)過數(shù)十年的攻關，在此方向上形成了優(yōu)勢與特色，在國際上占有重要地位。在連續(xù)變量糾纏態(tài)光場的糾纏度和組份、原子中量子存儲時間、量子邏輯門數(shù)達到目前國際最高水平；國際上率先實現(xiàn)一維、兩維及強相互作用下超冷費米氣體自旋軌道耦合的量子模擬。以上研究對量子信息、量子模擬特別是設計和模擬新型拓撲量子材料具有重大意義。
方向二超冷原子分子物理：本方向的主要研究領域為光與超冷原子分子相互作用，針對超冷原子、超冷極性分子、巨型里德堡分子和玻色愛因斯坦凝聚以及自旋-軌道耦合的簡并費米氣體等的量子態(tài)制備、測量與應用的國際研究熱點和難點問題開展研究，利用光場、電磁場和微波場實現(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問題。開展超冷原子分子物理的研究將促進量子科學、光譜技術等領域的全面發(fā)展，極具科學意義和應用價值。
方向三光與物質相互作用：主要從原子系綜與光場相互作用的量子調控以及確定性原子的操控及其與光場強耦合作用方面開展研究，具體研究內容包括：冷原子系綜中的高效率、長壽命量子存儲，高性能量子中繼，原子介質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耦合，單分子量子相干效應與動力學特性，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量以及利用量子光源和原子系綜的精密磁場測量等方面的研究。
方向四量子物理的理論研究：立足本學科國際前沿，本方向的主要研究領域包括量子物理基礎、冷原子理論、復雜系統(tǒng)動力學理論、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又兼顧基本理論的潛在應用。在以下研究方向上形成了獨具特色的研究隊伍，有一定的研究優(yōu)勢：分子磁體和場論模型量子隧穿中提出并發(fā)展的周期瞬子方法，量子簡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及拓撲性質研究，非線性量子系統(tǒng)中的超流及孤子動力學等。
方向五固態(tài)量子材料：本方向主要研究領域為低維結構中光、電、自旋的量子效應及其物理機制；制備III-V族半導體量子材料；開發(fā)半導體自旋器件和高品質單光子源。該方向擁有自材料生長至材料測試較為完善的科研設備，具有將強的產學研合作基礎。能夠開展新型量子材料系統(tǒng)的自旋電子學和半導體量子光學展開前沿研究；培養(yǎng)具有國際視野的高水平研究生。
方向六全固態(tài)激光技術和光量子器件：本方向主要進行高性能的全固態(tài)激光技術的研究及相關器件的研制和基于量子光學技術的光量子器件的研究及相關器件的研制。本方向在全固態(tài)連續(xù)單頻激光器研究方面有著長期的積累，研制的激光器的性能指標達國際先進水平，曾獲國家技術發(fā)明二等獎和山西省技術發(fā)明一等獎。在基于連續(xù)變量量子光學技術的相關量子光學器件方面進行著國際前沿研究，已研制出國際上首臺連續(xù)變量量子糾纏態(tài)光源和量子保密通信樣機。

山西大學

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