近日，浙江大学伊利诺伊大学厄巴纳香槟校区联合学院（ZJUI）副教授Said Mikki团队在微观物理与工程领域取得重要研究进展，相关成果发表于国际著名期刊Physical Review A，论文第一作者为ZJUI博士后研究员Muhib Ullah，通讯作者为ZJUI副教授Said Mikki。

研究团队提出了一种光机械腔-磁振子杂化系统方案，通过在光机械腔中引入钇铁石榴石（YIG）小球，成功构建了腔光子、磁振子与机械谐振器三者之间的多重相干耦合体系。该系统将光子、磁振子与声子三类元激发模式纳入统一耦合框架，为异质模式间关联态的精准制备与高效调控奠定了核心理论与实验基础。

▲混合光机械腔磁振子系统示意图

本研究重点考察了磁振子非线性克尔效应，以及磁偶极耦合、光机械耦合和库仑耦合等关键参数变化对系统纠缠演化的影响。研究团队构建了相应的动力学模型，并以对数负性为指标，对双机械谐振器运动模态之间以及腔光子与机械谐振器之间的关联强度进行了系统数值分析。结果表明，库仑耦合是调控双机械谐振器间纠缠生成的关键因素：当库仑耦合为零时，双机械模态间几乎不产生纠缠；随着耦合强度增强，纠缠幅值持续提升，纠缠存在的参数区间也明显拓宽，纠缠度可由接近0提高至约0.3。

▲不同库仑耦合强度下两个带电机械谐振器之间的稳态纠缠分布

围绕系统的温度稳定性，研究进一步分析了外部热浴对纠缠特性的影响。结果显示，增强光机械耦合和库仑耦合均可显著提升双机械模间纠缠的抗热噪声能力。在较弱光机械耦合条件下，系统关联态只能在数毫开量级环境中维持，随着耦合增强，纠缠可在更高温度下保持稳定。当进一步优化磁光耦合和库仑耦合后，双机械谐振器间的纠缠在2.8 K环境下仍可维持，表现出较强的热稳定性。除双机械模间纠缠外，研究还分析了腔光子与机械谐振器之间的光子—声子纠缠特性。结果表明，磁振子克尔非线性同样具有显著调控作用。

最后，本研究论证了所提杂化系统的实验可行性，系统采用的多项关键实验条件均与现有成熟实验方案可兼容。这体现了本研究提出的模型不仅具有重要的理论创新价值，也为后续杂化量子系统中的纠缠调控实验研究提供了切实可行的物理平台。

Physical Review A（PRA）创刊于 1970 年，是美国物理学会（APS）旗下在原子、分子与光学物理及量子科学领域具有重要影响力的学术期刊。该刊致力于发表高质量、具有重要学术价值的研究成果，既关注传统原子、分子与光学物理研究，也积极推动其与新兴量子科学方向的交叉融合。该刊始终以科研共同体的需求为核心，在学术标准、出版理念和学科发展支持方面具有较高声誉。