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恒元物理学讲座(第090期)


时间:2017/6/14 9:40:51作者:kyms点击量:301

报告题目:无磁场单光子隔离
报 告 人:夏可宇 教授(南京大学)
报告时间:2017年6月16日(星期五),下午4:30
报告地点:物理学与信息技术学院六层学术报告厅(致知楼3623-3624)
报告摘要:
    集成光非互易传输比如光子隔离在集成光学和量子光学中有重要应用,但也一直是一个挑战性难题。传统光非互易器件是通过块体磁光材料外加磁场来实现,或者利用光学非线性材料或对材料施加时变调控。这些传统方法可以用于隔离经典光。由于单光子电磁场太弱,这些方法往往失效。光——物质量子相互作用为调控光子传播提供了有力手段。我们基于手性腔和波导量子电动力学原理提出了两个单光子隔离器方案和一个单光子回旋器方案[1]。我们利用一个V型原子与手性光学腔和光波导耦合。手性腔和波导中,光子偏振(即自旋)与光子传播方向有关。利用偏振选择特性,原子与相向传播的光子有不同耦合,构成手性量子光学系统,打破时间反演对称,实现光子非互易传输。在没有外加磁场作用下可以隔离单光子反射。将原子制备在不同初始量子态,我们还可以反转器件光非互易行为。如果原子制备在量子纠缠态,这种光非互易特性也会纠缠。我们的单光子隔离器和回旋器方案已经被著名维也纳量子科技中心Arno Raushenbeutel教授小组实验演示[2,3]。他们的工作多次被媒体报道。我们的单光子回旋器也被认为是两个仅有的方案之一[4]。
[1] Keyu Xia et al., “Reversible nonmagnetic single-photon isolation using unbalanced quantum coupling”, Phys. Rev. A 90, 043802 (2014).
[2] C. Sayrin et al., “Nanophotonic Optical Isolator Controlled by the Internal State of Cold Atoms”, Phys. Rev. X 5, 041036 (2015).
[3] Michael Scheucher et al, “Quantum optical circulator controlled by a single chirally coupled atom”, Science 354, 1577 (2016).
[4] Peter Lodahl et al., “Chiral quantum optics” Nature (London), 541, 473 (2017).
报告人简介:
    夏可宇,南京大学现代工程与应用科学学院量子电子学与光学工程系教授。2017年青年“千人计划”入选者。2007年中科院上海光机所获“光学”博士学位。先后在德国马克思—普朗克研究所、美国德克萨斯农工大学和澳大利亚麦考瑞大学工作。主要研究腔和波导量子力学、超导量子电路、量子网络、光力系统、量子测量及量子非线性光学等领域。在包括PRL,PRX等国际著名学术期刊发表论文20多篇。工作被Science和Phys.Org等媒体报道,并被Nature综述评论。提出的单光子量子隔离方案被著名的奥地利维也纳量子科技中心在Science和PRX上的文章实验验证。多次在国际学术会议和学术机构做特邀报告。担任PRL,PRA,PRB,Opt. Express, Scientific Rep.等国际期刊审稿人。

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物理学与信息技术学院
2017年6月13日

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