Serge Haroche (1944. szeptember 11-én született, Casablanca, Marokkó), francia fizikus, akit a 2012. évi Nobel-fizikai díjjal tüntettek ki az egyes fotonok kvantummechanikai viselkedésének tanulmányozására szolgáló módszerek kidolgozása érdekében. A díjat David Wineland amerikai fizikusokkal osztotta meg.
Haroche 1967-ben fizikai diplomát kapott a párizsi École Normale Supérieure-nél és 1971-ben doktori fokozatot a Párizs VI VI-n (jelenleg Pierre et Marie Curie Université), ahol tanácsadója francia fizikus, Claude Cohen-Tannoudji volt. 1972-ben és 1973-ban posztdoktori ösztöndíjként működött a kaliforniai Stanfordi Egyetemen, ahol Arthur Schawlow amerikai fizikus laboratóriumában dolgozott. 1984-ig asszisztens volt az école polytechnique-ben Párizsban (és 1976-tól Palaiseau-ban). 1982 és 2001 között a párizsi École Normale Supérieure professzora volt. 1975-től 2001-ig a Pierre és Marie Curiefrom egyetemi tanárának, valamint a Connecticuti New Haven-i Yale Egyetem részmunkaidős professzorának volt 1984 és 1993 között. 2001-ben a párizsi Collège de France professzorává vált. a kvantumfizika elnöke volt. Haroche 2012 és 2015 között a főiskola elnöke volt, amikor emeritus professzorként nyugdíjba vonult.
Haroche munkája a két tükrök között csapdába esett egyes mikrohullámú fotonok tanulmányozására összpontosított. A fotoncsapda 2,7 cm (1,1 hüvelyk) hosszúságú üreg volt, amelyet két ívelt szupravezető tükör határolt. A becsapódott fotonok kimutatására a kísérleti dolgozók a rubidium atomjait vetítették fel, amelyek két kvantumállapotban vannak egymás mellett az üregben, egyenként. Ahogy az atom áthaladt az üregben, energiájának energiáját gerjesztette a foton, így az atom állapotának mérése feltárta a foton állapotát anélkül, hogy megsemmisítené. 1996-ban Haroche-nak és munkatársainak sikerült a fotonokat két kvantumállapot szuperpozíciójába helyezni. Ez lehetővé tette számukra a kvantummechanikai viselkedés tanulmányozását, amelyről korábban csak gondozási kísérletek folytak, például a híres Schrödinger-macskát. (Az 1930-as években Erwin Schrödinger német fizikus a kvantumelméletben részt vevő filozófiai paradoxonok bemutatásaként egy zárt dobozt javasolt, amelyben egy macska, amelynek élete a részecske lehetséges radioaktív bomlásától függ, mind életben, mind pedig halott lesz, amíg közvetlen nem lesz. Megfigyelték.) 2008-ban Haroche és munkatársai megfigyelték az üregben lévő fotonok kvantumállapotról klasszikus állapotra változását.
