近日，我院量子信息与量子模拟团队在杂化腔光力系统中研究了非互易宏观纠缠的产生和增强，相关成果以“Nonreciprocal enhancement of macroscopic entanglement with noise tolerance”为题目发表在国际知名物理类期刊《Physical ReviewA》上。论文第一作者为我院2023级硕士研究生黄振辉，通讯作者为我院王东阳副研究员和湖南师范大学景辉教授。郑州大学物理学院为论文第一单位。

腔光力系统是研究光场与机械运动之间相互作用的平台，借助于成熟的光学技术，来研究宏观机械运动的量子效应吸引了研究者的广泛关注。量子纠缠是量子力学中的一个核心概念，不同宏观物体之间的纠缠对于许多量子装置以及量子科技来说是一项重要资源。对于这种宏观纠缠的产生、操控和增强一直是这个领域的前沿问题，而光力系统正是研究不同体系间相互作用的一个很好的平台。

本工作中，我们研究了杂化原子系综的光力系统。通过Sagnac效应打破了系统时间反演对称性，从而实现了原子系综和机械振动之间的非互易量子纠缠。研究发现，当系统内在耦合处于平衡时，系统中的两体和三体纠缠效果都被明显增强。同时，非互易增强的两体和三体纠缠对环境噪声的鲁棒性也得到明显的提高。

图一：不同模式之间的耦合示意图，频谱图以及两体宏观纠缠的非互易增强

图二：三体纠缠的非互易增强和噪声鲁棒性

该工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、河南省自然科学基金、湖南省重大科技专项和湖南省科技创新计划的支持。

论文链接：https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.012423