用于复杂开放量子系统的工程化量子光子模拟器

本研究项目旨在构建量子光子系统作为复杂开放量子系统的模拟器，以推动对退相干与量子传输的研究。申请者将发展理论框架，并利用结构化光子环境来探索量子系统中的记忆效应与信息动态。

关于该项目 我们能否构建一种可控量子系统，以模拟那些在实验上难以观测的复杂开放量子系统的行为？该项目将开发工程化量子光学环境，作为复杂开放量子系统的类比模拟器，从而能够对退相干、量子传输、存储效应及相干性保持进行实验控制研究。 许多量子系统与结构化环境之间存在强烈的相互作用，导致其动态特性难以计算，更难以通过实验进行观测。本项目采用不同的方法：并非仅通过直接计算来模拟复杂的目标系统，而是构建一个更简单的量子光子平台，该平台的相互作用及环境光谱特性能够再现目标系统的特定特征。 你将致力于构建与结构化光子库相耦合的量子发射体的理论及计算框架。通过利用光子晶体、超均匀相关无序结构、耦合共振器以及其他人工设计的电磁环境，以控制光子的态密度、光谱相关性、局域化以及发射体与储库之间的耦合关系。最终目标是建立目标量子动力学与可实验控制的光子结构之间的映射关系。 将特别注重于超出传统马尔可夫描述范围的开放量子系统，在这些系统中，记忆效应与信息回流能够质性改变量子演化过程。目标系统包括复杂分子与量子生物系统中的激发传输及长寿命相干性、具有结构化耗散的多体量子系统，以及与退相干和量子测量相关的系统-环境动力学。最终目标是在可控的光子平台上再现特定的光谱密度、相关性与耦合机制。 将大规模电磁模拟与开放量子系统理论相结合，以将真实的纳米光子结构直接与量子动力学联系起来。将与从事量子发射器及集成光子平台研究的实验研究人员合作，开发特定的模拟器架构，从而建立从理论设计到可实验实现的桌面级量子模拟器的路径。 该研究项目将聚焦于： 开发能够再现复杂开放量子环境光谱与动力学特性的工程化量子光子系统 建立目标系统之间的映射关系——包括量子生物学、多体及退相干模型——与可实验控制的光子库结构之间的关联 研究退相干现象、非马尔可夫动力学机制、信息回流、量子传输以及相干性的保持机制 设计周期性、高度均匀且相关的无序储库结构，并与实验合作者共同实现并表征选定的量子模拟器架构 光电工程学院（ORC）致力于促进平等与多样性，这从我们获得的 Athena SWAN 奖中可见一斑。我们欢迎所有申请者，无论其性别、种族、残疾状况、性取向或年龄如何，并将充分考虑那些寻求灵活工作模式以及已休过职业休假的申请者。该大学拥有慷慨的产假政策、现场儿童保育设施，并提供多种福利措施，以保障员工的生活质量与工作与生活的平衡。南安普顿大学致力于可持续发展，并获得了铂金级 EcoAward 认证。

入学要求 您必须拥有英国2:1荣誉学位或其同等国际学位，且所学专业属于以下领域之一： 物理学 光子学 电气或电子工程 应用数学 一个密切相关的学科领域 必备技能： 通过本科、硕士或研究项目获得的数值建模与科学编程经验 理想的技能： 先前对量子力学、量子光学、开放量子系统或光子学的学习经历 拥有使用 Python、C/C++、Julia 或 MATLAB 以及计算电磁学或高性能计算的经验

资助：竞争性资助 学费与资助 我们为英国本土学生和国际学生提供多种资助机会。符合条件的学生可通过“地平线欧洲”学费减免，自动免除国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 大学通过竞争性遴选授予的校长助学金，为遴选排名靠前的申请人支付国际学生学费与英国本土学生学费之间的差额。 本校各学院通过竞争性遴选提供的博士奖助金，通常为遴选排名靠前的申请人支付按英国本土学生标准收取的学费，并提供生活津贴。 资助采用滚动授予方式，因此请尽早申请，以尽可能增加进入资助评选的机会。 如需了解更多信息，请访问我们的研究生研究资助页面。

如何申请 您需： 选择课程类型（研究型）、2027/28学年、工程与物理科学学院 选择全日制或非全日制 搜索博士项目 PhD ORC（7097） 在申请表第2部分填写导师姓名 申请材料应包括： 您的CV（个人简历） 2份学术推荐信 截至目前的学位课程成绩单和证书 英语语言资格证明（如适用）