近日，我校数理学院熊伟副教授在磁振子量子态调控领域取得重要突破，提出了一种在腔-磁振子-量子比特混合系统中制备磁振子压缩态的新方案。相关研究成果以“Magnon squeezing near a quantum critical point in a cavity-magnon-qubit system”（腔-磁振子-量子比特系统中量子临界点附近的磁振子压缩）为题，发表于国际物理学权威期刊《物理评论A》（Physical Review A）。温州大学为通讯单位，熊伟副教授为共同通讯作者。

磁振子作为磁有序系统中自旋波的量子化准粒子，因其具有高自旋密度、低耗散率、良好可调谐性等优异特性，成为量子信息处理和量子传感领域的研究热点。制备磁振子的非经典态（如压缩态、纠缠态、猫态等）是量子磁学研究的核心课题之一。其中，磁振子压缩态因其能够突破标准量子极限，在量子精密测量等方面具有重要应用前景。

针对这一前沿课题，熊伟副教授团队与浙江大学李杰教授团队合作，创新性地提出在微波腔-磁振子-超导量子比特混合系统中制备磁振子压缩态的新方案。该方案通过将微波腔与大失谐的磁振子和量子比特耦合，绝热消除腔模后获得有效的磁振子-量子比特相互作用。在此基础上，通过对量子比特施加两束微波驱动场，并精确调控驱动频率和振幅，成功构建了有效的拉比型磁振子-量子比特相互作用。研究表明，在有效拉比模型的正常相中，这种相互作用会产生类似参量放大的双磁振子过程，从而动态地产生磁振子压缩态。更重要的是，当系统参数调至基态超辐射相变临界点附近时，压缩效应会得到显著增强。

研究团队进一步分析了耗散、退相干和热噪声对磁振子压缩的影响。数值模拟结果表明，利用当前实验上可实现的参数（如微波腔频率约6.47 GHz、磁振子耗散率约0.5 MHz、温度10 mK等），该方案可实现约3.7 dB的磁振子压缩。该压缩效应对系统耗散和热噪声具有一定的鲁棒性。研究还展示了磁振子模式的维格纳函数分布，清晰地呈现出压缩态的特征。

熊伟副教授长期从事量子光学与量子信息领域的理论研究，在自旋强耦合实现、量子相变、混合量子器件、非线性光学等方面取得了一系列创新性成果。该项研究不仅为磁振子非经典态的制备提供了全新思路，也为基于磁振子的量子信息处理和量子精密测量奠定了理论基础。与现有方案相比，本工作具有独特的物理机制：不同于基于有效Jaynes-Cummings模型的直接参量放大方案，本方案关键依赖于有效量子拉比模型的相变特性，为磁振子压缩态的制备开辟了新途径。

该研究工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、深圳国际量子研究院等的资助。温州大学数理学院为该项研究提供了良好的科研平台和支持。

论文信息：

Gang Liu, Gen Li, Rong-Can Yang, Wei Xiong*, and Jie Li*, Magnon squeezing near a quantum critical point in a cavity-magnon-qubit system, Phys. Rev. A 113, 033707 (2026). DOI: 10.1103/d2st-rr91