第一作者：张国强

通讯作者：杨垂平

发表期刊：Physical Review A

期刊Impact Factor：2.9

通讯单位：杭州师范大学

近日，杭州师范大学物理学院张国强博士及合作者在光学领域知名学术期刊Physical Review A上发表了题为“Generation of long-lived W states via reservoir engineering in dissipatively coupled systems”的研究论文。

在过去的几十年里，由于其在量子通信、量子计算、量子传感等方面的应用，人们在各种不同的物理系统中对光-物质（光-光，或物质-物质）的相干耦合进行了广泛的研究。例如，利用不同子系统间的相干耦合，人们制备了各种高保真度的纠缠态，包括W态和GHZ态等。纠缠态是实现量子计算和量子通讯等的关键资源。最近，科学家发现了一种与相干耦合截然不同的光-物质相互作用形式，即耗散耦合。然而，如何在耗散耦合系统中制备W态仍然是一个未决的问题。

本研究工作中，我们给出了一种在耗散耦合系统中制备三体W态的理论方案。通过设计一个共享的热库，我们构造了一个由两个谐振子和一个量子比特组成的耗散耦合系统。在合适的参数下，我们发现W态是系统的一个暗态。在辅助脉冲作用下，系统可以从基态直接演化到W态。由于既不需要进行测量也不需要调整系统参数，我们的方案易于在实验上实现。此外，由于产生的W态是系统的暗态，因此它是稳定的，具有非常长的寿命。我们的工作提供了一种在耗散耦合系统中通过热库设计产生W态的方案。该方案可应用于一大类系统，包括波导QED系统、由磁环境诱导的耗散耦合自旋系统、基于磁振子的混合量子系统等。

本工作感谢国家自然科学基金项目以及杭州师范大学科研启动经费的资助。

论文DOI：https://doi.org/10.1103/PhysRevA.107.012410