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：本方向以光場量子態(tài)作為量子資源，開展量子計(jì)算、量子通信和量子測量等領(lǐng)域的研究工作。經(jīng)過數(shù)十年的攻關(guān)，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(chǔ)時(shí)間、量子邏輯門數(shù)達(dá)到目前國際最高水平；國際上率先實(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(fèi)米氣體等的量子態(tài)制備、測量與應(yīng)用的國際研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題開展研究，利用光場、電磁場和微波場實(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)問題。開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強(qiáng)耦合作用方面開展研究，具體研究內(nèi)容包括：冷原子系綜中的高效率、長壽命量子存儲(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(xué)科國際前沿，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(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至材料測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(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期的積累，研制的激光器的性能指標(biāo)達(dá)國際先進(jìn)水平，曾獲國家技術(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(jī)。

山西大學(xué)

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