近日，英国威廉希尔足球官网王洪福教授和张寿教授及其研究团队在量子纠缠研究领域取得重要突破，相关成果以“在耦合光电机械系统中增强的机电纠缠”为题，发表于国际权威物理学期刊《物理评论A》（Physical Review A）。
量子纠缠作为量子理论的核心概念，不仅在理解量子力学基本原理方面具有重要意义，还在量子通信、量子计算和高灵敏度探测等前沿技术中展现出巨大的应用潜力。然而，宏观量子系统对热噪声的敏感性一直是制约其实际应用的核心问题之一。王洪福教授和张寿教授团队通过理论研究和数值模拟，首次提出了一种由两个耦合光学腔、一个大质量膜和一个低频LC谐振腔组成的混合光电机械系统，成功实现了机电纠缠的显著增强，并证明该纠缠在高温环境下（860 mK）仍能稳定存在。这一突破为解决宏观量子系统对热噪声敏感的问题提供了新思路。
研究创新与优势
该研究的创新点在于首次提出了由两个耦合光学腔构成的混合光电机械系统，并通过理论证明，系统中的机电纠缠强度可以通过调节腔-腔耦合率进行有效调控。研究团队发现，机电耦合是增强纠缠的关键机制，而腔-腔耦合率的调控为实现纠缠的灵活操控提供了重要手段。此外，该系统基于金属涂层纳米膜和LC电路等成熟技术，实验可行性高，易于在实验室条件下实现。
图一：四模光电机械系统
与以往研究相比，该系统的显著优势在于其对热噪声的鲁棒性。实验结果表明，机电纠缠在高达860 mK的温度下仍能保持稳定，这一特性为在更宏观尺度上研究量子理论的应用奠定了重要基础。
图二：机械膜-LC电路、光学腔2-机械膜、光学腔-LC电路三组不同的两体纠缠均被证实，并可由腔-腔耦合率调控
图三：在光学腔2-机械膜-LC电路中观测到真正的三体纠缠，为多体量子网络奠定基础
图四：机电纠缠在较高温度下仍保持稳定，为常温环境中量子技术的运行提供可能
应用前景
该研究成果在高灵敏度探测、量子通信网络、医学成像、低温电子学器件和天文信号处理等领域具有广泛的应用前景。例如，在医学成像中，该系统可用于开发更高分辨率的成像技术；在量子通信网络中，增强的机电纠缠有望提升信息传输的效率和安全性；在天文信号处理方面，该系统的高灵敏度特性可用于探测微弱的天文信号。
研究意义
王洪福教授和张寿教授团队的这一研究成果不仅推动了量子纠缠在宏观尺度上的研究，还为解决宏观量子系统对热噪声敏感的核心问题提供了新思路。这一突破性进展将有助于进一步探索量子理论在实际技术中的应用，为未来量子技术的发展开辟了新的方向。
英国威廉希尔足球官网物理系王洪福教授和张寿教授团队一直致力于量子物理和光电机械系统的前沿研究，此次的研究成果再次彰显了学院在该领域的国际影响力。未来，研究团队将继续深入探索量子纠缠的调控机制及其在实际应用中的潜力，为推动量子科技的发展贡献力量。
论文信息
标题：Enhanced electromechanical entanglement in a coupled optoelectromechanical system
作者：王洪福，张寿等
期刊：Physical Review A
接收链接：
https://journals.aps.org/pra/accepted/69074N6aLed1ae2025d619e54bc4a44fde1443e2b
英国威廉希尔足球官网
