在非平衡条件下控制材料性能已成为开发新功能和发现材料隐相的一条有希望的途径。为此，我们将研究驱动系统中出现的（真空）修饰态及其与Floquet态的联系。光修饰提供了设计对称性破坏的可能性，这可以导致材料的新特性（例如拓扑结构、轻物质混合凝聚等）。在这个项目中，我们试图在量子电动力学密度泛函形式主义（QEDFT）的新理论框架内，将电子结构的最新进展，量子光学和多体系统的非线性光谱学，研究量子系统中超越经典极限的复杂动力学，探索嵌入量子腔或由依赖时间的外部电磁场驱动的材料的基本原理。这种混合光物质状态通过设计光腔中电磁场的特定模式，为材料工程提供了新的可能性。量子腔和Floquet材料工程为剪裁光的特性提供了许多机会，即通过塑造材料的发射光谱或其相干和凝聚特性。我们还研究了光学腔是否可以作为进一步固态实现高能物理概念的平台，例如破坏PT对称性。量子腔还可以进一步用于研究多体准粒子凝聚中BEC-BCS交叉。
- 腔控制：量子物质随需应变平台
该项目的广泛目标是通过外部刺激对量子材料进行编程和控制，具体关注领域包括。
总结了将层状（莫尔）材料放入光学腔中时可能出现的一些现象。
- “腔扭转电子学”，结合腔量子电动力学（QED）、量子水库工程和二维扭转范德瓦尔斯异质结构，我们旨在设计一个新颖独特的平台，能够无缝实现和控制相互作用的量子现象，包括奇异的、，难以捉摸的和想象不到的物质的相关和拓扑相。
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- 腔工程：光-物质耦合的协同增强，加上某些固体中的巨大偶极矩，是进入未知的强光-物质耦联状态的一条有希望的途径。这一途径的关键是通过光学腔设计电磁环境的能力，以增强光-物质耦合并诱导新的对称性，包括可以印在量子物质上的光子手性和纠缠。图2中显示了简单对称破缺腔模的不同示例。
可在适当设计的光学腔中获得的电磁模式示例。CCQ研究人员正在开发将这些模式设计成空腔所需的理论，并明确它们对电子特性的影响。
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- 腔诱导相变：可以揭示不同晶体结构之间的竞争、共存和合作，以及不同物理性质之间的相互作用，从而导致广泛的器件应用，如存储器件、可重构电路和拓扑晶体管。作为一个例子，我们提出了空腔诱导铁电跃迁的想法，例如最近通过实验揭示了光驱动铁电性的初生铁电SrTiO3材料。
泵送腔体-诱导新的（亚）稳定物质非平衡态，非平衡态为制备长寿命的亚稳态提供了诱人的机会，而热路径无法实现。这些状态可以被视为系统自由能的（非全局）极小值。如果没有驱动器，系统可能永远无法达到这些状态，因为自由能在全球范围内被最小化。然而，使用特定的驱动协议，可以将这些状态中的一个准备为长寿命的元稳态，这对纯平衡协议来说是隐藏的。
[1] 这涉及到一个与访问隐藏状态有关的更基本的问题：是否有可能创建物质状态，这种状态（类似于自发破坏空间平移对称性）破坏时间平移对称性？一个显示这种症状的系统是由F.Wilczek创造的一种时间晶体，一种本质上不平衡，没有平衡对应物的物质状态。