物理学院于2024年11月12日9:30在理6栋302报告厅成功举办第十七届勷勤论坛物理学院分论坛之冷原子气体中基于相干增强非线性效应的多光子态产生与调控专题讲座。本次讲座有幸邀请到了中国光学学会基础光学专业委员会委员、东北师范大学吴金辉教授，由华南师范大学物理学院副院长颜辉教授主持。

在这次讲座中，吴教授介绍了光子在长距离量子通信中的关键作用，强调了它们因高速飞行和免于退相干的特性，成为理想的信息载体和量子比特。为了解决传统光子源概率性产生的问题，吴教授提出了一种新机制，该机制通过利用相干暗态抑制原子共振频率位置的线性吸收和拉曼增益，增强了自发四波混频过程，并在较弱泵浦情况下成功获得了强关联光子对。这一成果为量子通信领域提供了一种有效的多光子态产生和操控方法。

  随后，吴教授将这一方案从普通原子扩展到里德堡原子，并发现通过利用偶极相互作用导致的非局域光学非线性，能够显著提升自发四波混频过程和双光子产生速率，从而获得了更高的单位泵浦功率光谱亮度。此外，他们还设计了一种新型原子系统，该系统抑制了四波混频过程，同时增强了六波混频过程，实现了三光子态的高效产生。通过测量任意一个光子，可以准确预报一个强关联双光子态的存在，这一成果为量子通信和量子信息处理领域带来了新的进展和应用前景。

  通过本次讲座，同学们不仅对利用相干暗态和里德堡原子来增强光子态操控的方法有了更深入的了解，同时对光子在量子通信中的实际应用有了新的认识，很好地启发了同学们后续的科研学习。