近日，我院量子信息研究院科研团队与湖南师范大学/国防科技大学景辉教授研究团队等合作在非互易光学与量子调控领域取得重要研究进展。团队提出了一种基于压缩诱导对称性破缺的非互易增强新机制，建立了耗散非互易调控的普适理论框架：在双腔共享耗散库体系中，通过打破两腔压缩参数的交换对称性，实现库介导非互易耦合的指数级增强，首次揭示了压缩资源只有在破坏系统对称性时才能真正增耦合。该研究成果于2026年6月25日在线发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。

非互易传输是现代光信息处理和量子网络中的核心功能，是实现光隔离器、环行器以及片上光子网络的重要基础。传统磁光隔离器难以片上集成，近年发展的耗散库工程方案无需外磁场，依靠相干耦合与集体耗散干涉生成非互易相互作用，具备宽带、易调控优。然而，这类方案的非互易强度通常受到系统参数和耗散机制的限制，如何突破这一限制，实现更强、更灵活的非互易调控，是该领域亟待解决的问题。

针对这一难题，研究团队构建了双同频谐振腔共享公共耗散库模型，在两个谐振腔及公共耗散库中分别引入独立压缩场，建立了完整的压缩表象理论。研究发现，仅当两腔压缩振幅或压缩相位存在不对称时，系统的非互易增强机制才会被激活；相比传统单腔压缩方案，新机制能够以更低的实验压缩强度实现更强的非互易耦合。更重要的是，这种增强并非简单放大耦合参数，而是通过压缩资源的优化配置重构能量传输路径，为非互易调控提供了全新的物理机制。

基于该理论，研究团队进一步在量子电池和集成光隔离器中完成验证。结果表明，器件的储能能力、可提取功以及单向传输性能均可提升数个数量级，同时研究给出了完整的解析理论和数值相图，并提出了基于铌酸锂微环和超导谐振器的实验实现方案。该成果不仅深化了对量子压缩、耗散工程和非厄米物理之间内在联系的认识，也为高性能非互易量子光子器件和量子能源器件的设计提供了新的理论基础和技术路径。

该研究以“Enhancing Nonreciprocity through Squeezing-Induced Symmetry Breaking”为题发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上。我院2023级博士生刘冰冰为论文第一作者，我院陈刚教授、苏石磊教授、王东阳副研究员、湖南师范大学/国防科技大学景辉教授参与共同指导，湖南师范大学唐健博士、日本理化所F.Nori教授参与合作。

该研究得到国家自然科学基金杰青项目、国家科技重大专项、国家重点研发计划、面上项目等资助。

图：（a）非互易耦合模型的示意图。腔模a与腔模b相干耦合，两个腔模均以一定速率耗散性地耦合到一个共同库中。(b)交换对称和非对称状态下的有效非互易耦合示意图。（c）有效非互易耦合增强因子与模式a和b之间的压缩相位差以及振幅差之间的关系。红星标记的是无压缩情况（基准点）。

原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/kh36-7z76