來(lái)自華中科技大學(xué)消息顯示，華中大物理學(xué)院量子光科學(xué)吳穎教授團(tuán)隊(duì)在多量子物理領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。吳穎團(tuán)隊(duì)結(jié)合宇稱對(duì)稱性理論，提出了宇稱對(duì)稱性保護(hù)的多光子關(guān)聯(lián)輻射，并首次建立了宇稱對(duì)稱性和多光子關(guān)聯(lián)輻射之間的聯(lián)系。
據(jù)了解，普通的光輻射過(guò)程是以單光子的形式發(fā)生，即最小的能量單元為一個(gè)光子的能量。而多光子關(guān)聯(lián)輻射的最小能量單位變?yōu)槎鄠€(gè)關(guān)聯(lián)光子行成的多光子捆。從基礎(chǔ)意義來(lái)看，多光子關(guān)聯(lián)輻射拓展了人們對(duì)光輻射過(guò)程的認(rèn)識(shí);在實(shí)際應(yīng)用方面，多光子關(guān)聯(lián)態(tài)為高保真度量子信息傳遞以及突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限的量子精密測(cè)量提供了重要資源。
因此，高純度的多光子關(guān)聯(lián)輻射的實(shí)現(xiàn)成為量子光學(xué)以及量子信息科學(xué)中的重要研究課題之一。
針對(duì)這一研究課題，吳穎團(tuán)隊(duì)結(jié)合宇稱對(duì)稱性理論，提出了宇稱對(duì)稱性保護(hù)的多光子關(guān)聯(lián)輻射。其研究結(jié)果表明，激光驅(qū)動(dòng)的量子比特翻轉(zhuǎn)和 Rabi 相互作用誘導(dǎo)的對(duì)稱性守恒躍遷只能導(dǎo)致具有偶數(shù)光子的腔內(nèi)光子捆的實(shí)現(xiàn)。
在適當(dāng)?shù)暮纳l件下，偶數(shù)個(gè)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的光子取代普通輻射理論中單光子角色級(jí)聯(lián)輻射到腔外形成多光子關(guān)聯(lián)輻射;與此同時(shí)，奇數(shù)光子輻射過(guò)程幾乎完全被系統(tǒng)的對(duì)稱性抑制，這大大提高了關(guān)聯(lián)輻射的純度。在目前實(shí)驗(yàn)可允許的條件下，該工作預(yù)言了純度接近 100% 的兩光子關(guān)聯(lián)輻射過(guò)程。
該成果的研究論文以“Parity-Symmetry-Protected Multiphoton Bundle Emission”為題于近日在中心物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上刊發(fā)。這一成果為多量子物理與對(duì)稱理論的交叉提供了新的思路，同時(shí)為對(duì)稱性保護(hù)的多光子激光和多光子源的實(shí)現(xiàn)提供理論指導(dǎo)。
華中科技大學(xué)為論文唯一單位，論文作者包括 18 級(jí)博士生賓倩(第一作者)，呂新友和吳穎教授，其中呂新友教授為論文通訊作者。
該工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
關(guān)鍵詞： 關(guān)聯(lián) 光子輻射 多量子物理 重要進(jìn)展
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