混合量子比特-腔光力系统中的A2-稳健超辐射相变

“A²项”在实现腔量子电动力学中超辐射相变(SPT)方面构成根本性挑战。该研究团队提出了一种混合量子系统,无论A²项是否存在均可实现SPT。该系统由量子比特、机械模式与光学腔组成——量子比特与机械模式构成量子拉比模型,而机械模式与光学腔形成光力学体系。关键创新在于辅助腔引入了可切换的A²项,能有效抵消甚至完全消除原始A²效应,从而实现对SPT的可控观测(通过声子的二阶同时关联函数g²(0)诊断)。此外,辅助腔使临界耦合强度呈指数级降低,大幅放宽实验要求。研究还发现:正常相中的声子呈现聚束效应,而超辐射相中则具有相干性;两种相态均存在高阶压缩现象,且在SPT临界点处可实现近乎完美的高阶压缩,这使其成为探测SPT行为的有效探针。该工作证明,将光力学与腔量子电动力学相结合,为在A²项存在条件下探索SPT物理提供了新途径。

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