阿特秒级高阶谐波量子态的控制

This PhD project aims to explore and control quantum photonic states produced by High-Harmonic Generation (HHG) on an attosecond timescale. It will investigate how quantum properties of light can be transferred and modified using coherent laser fields and non-classical light states, focusing on achieving advanced quantum control techniques.

职位说明： 项目描述： 高调谐子产生产生的量子态的阿特秒级控制 高谐波产生（HHG）是产生超短光脉冲最强大的机制之一，其时间尺度可达阿特秒级。除了产生相干XUV辐射外，HHG可被视为一种量子界面，能够传递、转换并生成非经典光的性质。本博士项目的目标是利用相干激光场以及如明亮挤压真空（BSV）这样的非经典光态，在阿特秒时间尺度上探索并控制由HHG产生的量子光子态。 巴黎理工学院高次谐波量子态阿秒控制项目： HHG现象源于强激光场与物质之间高度非线性的相互作用。在此区域中，电离、电子加速及复合过程发生在阿秒时间尺度上，并决定了发射辐射的光谱、时间和量子结构。 强场光与物质相互作用的量子电动力学领域的最新进展表明，这种动力学机制也可被用于产生量子关联，实现不同光学模式之间的压缩与纠缠现象。 因此，HHG可被视为一种超快量子控制系统，通过电子动力学作用，可以调控发射光的量子态。 该项目的第一个目标将是建立实验与理论层面的理解，以阐明基本场的量子特性如何转化为谐波辐射。第一步将是通过对比由相干场驱动的HHG与由BSV态驱动的HHG来进行研究。BSV是一种极具潜力的资源，因为它具有强烈的量子涨落相关性，并且能够在不同频率模式上表现出压缩效应和纠缠现象。最终目标是确定这些性质如何被非线性HHG过程所改变，以及它们如何在生成的谐波场中得到体现。 论文的第二部分将重点探讨这些量子态的阿秒级控制。激光波形、包络相位、偏振及时间参数将被作为控制自由度。研究目标在于揭示如何通过调节单个光周期内的电子动力学，从而实现阿秒发射的时间结构与其量子特性的同步控制。通过光谱与时间分辨测量，结合光量子测量及量子关联测量，以重建所生成态的微观特性。 核心目标将是利用量子条件作用来制备非经典光子态。将开展一种预示性实验，通过从电子动力学或谐波辐射的特定成分中获取信息，来调控剩余光场的状态。这种方法能够实现特定电子轨迹的选择，并通过量子投影技术制备非高斯光子态。一个极具挑战性的研究方向是生成薛定谔CAT态，即两种不同准经典态的相干叠加态。 该研究的分析将依赖于同调检测、多模相关性分析、相空间重构以及维格纳函数负性的测量。 因此，该论文将致力于建立一种新的阿秒量子控制范式，在其中电子与光子自由度被共同控制。根本挑战在于理解如何利用超快电子动力学作为光量子态工程化的资源。最终，这项工作可能为紧凑型超快非经典光子态源以及阿秒科学、量子光学与强场量子电动力学之间的新接口铺平道路。

所需个人背景与技能要求： 激光，量子光学 要求的法语水平：熟练/流行程度：您能够自如地使用语言，并在讨论复杂课题时表现出良好的理解能力。 所需英语水平：高级中级水平：您能够有效使用语言，并能准确表达观点。