記者6月10日從山西大學(xué)獲悉，該校光電研究所教授申恆帶領(lǐng)團(tuán)隊與湖南師范大學(xué)教授景輝團(tuán)隊合作，在非厄米系統(tǒng)非互易量子關(guān)聯(lián)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究論文日前發(fā)表於《自然·光子學(xué)》。

手性，即物體與其鏡像的不對稱性。手性廣泛存在於自然界中，在物理基本定律、化學(xué)反應(yīng)、生物結(jié)構(gòu)、材料工程乃至星系分布中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在量子物理學(xué)領(lǐng)域，手性為控制光與物質(zhì)相互作用提供了強大工具，助力實現(xiàn)手性量子網(wǎng)絡(luò)、手性成像和定向光子傳輸。

利用手性效應(yīng)，科學(xué)家已成功演示了量子路由器、單光子量級的環(huán)形器和二極管等的功能，這些器件為單向信號處理、抗反向作用通信等提供了技術(shù)手段。

然而，既往研究多集中於相干光或單光子的單向調(diào)控，當(dāng)前迫切要求實現(xiàn)無經(jīng)典對應(yīng)物的非互易量子效應(yīng)，如單向反聚束效應(yīng)或單向糾纏現(xiàn)象。

研究團(tuán)隊基於飛行原子的手性非厄米體系，展示了手性誘導(dǎo)的雙通道間非互易量子關(guān)聯(lián)。具體而言，當(dāng)兩束空間分離、偏振相同的光在原子系綜中相向傳輸時，量子關(guān)聯(lián)顯現(xiàn)﹔而當(dāng)兩束光同向傳播時，量子關(guān)聯(lián)消失。

因此，僅需在保持兩束光偏振一致的情況下翻轉(zhuǎn)其中一束光的傳播方向，即可在兩個通道間實現(xiàn)量子關(guān)聯(lián)的建立與消除。

研究進(jìn)一步証明，利用團(tuán)隊前期發(fā)展的弗洛凱調(diào)控技術(shù)，這種非互易量子關(guān)聯(lián)可拓展至多色邊帶系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)了量子關(guān)聯(lián)的方向性控制“開關(guān)”，為實現(xiàn)單向量子效應(yīng)開辟了新路徑，有望推動定向量子網(wǎng)絡(luò)和非互易量子計量等新興方向的發(fā)展。（記者韓榮）

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