近期，安徽理工大学力学与光电物理学院教师陈华俊以唯一作者身份、学校为唯一完成单位，在Cell子刊iScience发表题为《Two－color electromagnetically induced transparency generated slow light in doublemechanical－ mode coupling carbon nanotube resonators》的论文，标志着该校在光传输的量子调控及量子信息处理方面取得较大进展。
论文标题和摘要截图
混合量子系统将完全不同的物理元件耦合在一起，可以实现单个元件无法拥有的新颖特性，引起了人们对该系统中量子现象研究和量子技术发展的极大关注。二元耦合的复合系统，例如固态二能级系统（超导比特、半导体量子点、半导体缺陷、原子系统、金刚石空位自旋（NV自旋）等）与纳米机械振子（如半导体纳米线振子、悬臂振子、碳纳米管振子、层状的二维石墨烯或二硫化钼振子）耦合是最典型复合量子系统。
为了实现芯片上纳米机械振子的集成，需要在典型的二元耦合系统中引入更多的声学模式，多元模式的耦合将产生异于二元耦合系统的更为丰富的光学特征。系统中的多元耦合可通过不同的耦合机制实现，如二能级系统与声学模式的耦合可通过材料张力调制的耦合和磁力相互作用实现，而声学模式之间的耦合可通过库伦相互作用及施加于声学模式上的栅极电压实现。
通过对多模式纳米振子光学特性的研究，该系统一方面将为光场调控提供载体和媒介，为实现以光子为载体的量子信息处理提供理论基础；另一方面，多元复合系统的研究也将拓展基础物理学理论，为探索多元系统中的相互作用规律、揭示其动力学机制提供理论模型与理论基础。
本文基于自旋－机械混合量子系统与机械模耦合，提出在典型的自旋－机械混合量子系统（如NV自旋－碳纳米管振子）的基础上引入另一个碳纳米管机械振子。一个可看作二能级系统的NV自旋与两个碳纳米管振子耦合，并且两个碳纳米管振子之间也可以通过声子交换耦合，两碳纳米管振子之间的耦合可以通过相位周期调制。研究了该系统中的双色电磁诱导透明现象，及其所诱导的快光现象，通过调节调制相位来周期性地操纵快光与慢光之间的转换。该研究方案能实现对光传输的量子调控，在量子信息处理方面有着重要意义。
混合量子系统模型示意图
Cell期刊是与Science，Nature并列的世界三大主刊之一，Cell目前有四大子刊，分别是iScience、Joule、Matter和Chem，iScience涵盖了生命、物理、化学及环境科学领域的基础和跨学科领域的应用研究，收录了领域内最前沿的优秀论文。
陈华俊，安徽理工大学力学与光电物理学院教授，硕士生导师。长期从事于混合量子系统中光传输的量子调控研究，先后主持国家自然科学基金、中国博士后基金、安徽省自然科学基金等，以第一作者在国内外重要学术期刊如Photonics Research、Science China－Physics Mechanics ＆ Astronomy、Physical Review A、Optics ＆ Laser Technology、iScience，Nonlinear Dynamics等发表SCI学术论文30余篇。兼任Optics Express、Photonics Research、JOSA B、Applied Optics、Results in Physics、Sensors、Chinese Physics B、Chinese Optics Letters等期刊的审稿人。（图文：郑迪迪）
