Serge Haroche (narodený 11. septembra 1944, Casablanca, Maroko), francúzsky fyzik, ktorý získal Nobelovu cenu za fyziku za rok 2012 za navrhovanie metód na štúdium kvantového mechanického správania jednotlivých fotónov. Cenu zdieľal s americkým fyzikom Davidom Winelandom.
Haroche získal titul fyzika v roku 1967 na École Normale Supérieure v Paríži a doktorát v roku 1971 na Université Paris VI (teraz Université Pierre et Marie Curie), kde jeho poradcom bol francúzsky fyzik Claude Cohen-Tannoudji. V rokoch 1972 a 1973 pôsobil ako postdoktorand na Stanfordskej univerzite v Kalifornii, kde pracoval v laboratóriu amerického fyzika Arthura Schawlowa. Do roku 1984 bol odborným asistentom na École Polytechnique v Paríži (a od roku 1976 v Palaiseau). V rokoch 1982 až 2001 pôsobil ako profesor na École Normale Supérieure v Paríži. Od roku 1984 do roku 1993 bol profesorom na Université Pierre et Marie Curiefrom a od roku 1984 do roku 1993 profesorom na Univerzite Yale v New Haven v štáte Connecticut. V roku 2001 sa stal profesorom na Collège de France v Paríži, kde pôsobil ako profesor. bol predsedom kvantovej fyziky. Haroche pôsobil ako predseda kolégia od roku 2012 do roku 2015, keď odišiel do dôchodku ako emeritný profesor.
Harocheho práca sa sústredila na štúdium jednotlivých mikrovlnových fotónov zachytených medzi dvoma zrkadlami. Fotónový lapač mal dĺžku 2,7 cm (1,1 palca) ohraničenú dvoma zakrivenými supravodivými zrkadlami. Na detekciu zachytených fotónov experimentanti projektovali atómy rubídia, ktoré boli v superpozícii dvoch kvantových stavov cez dutinu, jeden po druhom. Keď atóm prešiel dutinou, jeho energetický stav bol excitovaný fotónom, a tak meranie stavu atómu odhalilo stav fotónu bez toho, aby ho zničilo. V roku 1996 sa Haroche a spolupracovníkom podarilo umiestniť fotóny do superpozície dvoch kvantových stavov. To im umožnilo študovať kvantové mechanické správanie, ktoré bolo predtým predmetom iba experimentov, ako napríklad slávnej Schrödingerovej mačky. (V 30. rokoch 20. storočia nemecký fyzik Erwin Schrödinger ako demonštráciu filozofických paradoxov zahrnutých do kvantovej teórie navrhol uzavretý box, v ktorom by mačka, ktorej život závisí od možného rádioaktívneho rozpadu častice, bola nažive a mŕtva, kým by nebola priamo pozorované.) V roku 2008 boli Haroche a spolupracovníci schopní pozorovať zmenu fotónov vo vnútri dutiny z kvantového stavu na klasický.
