近日，微电子与数据科学学院光电信息科学与工程专业2023级本科生王卓睿同学在李俊老师指导下，以独立作者身份在国际知名光学期刊《Optics Letters》发表研究论文，西汉姆联中文官网为论文唯一单位。研究工作得到了西汉姆联中文官网引进人才科研启动基金的支持。
光子阻塞是实现单光子源的重要物理机制。常规光子阻塞依赖能级非谐性，通常具有较高的单光子输出；非常规光子阻塞依赖不同激发路径间的量子相消干涉，可产生更强的光子反聚束，但往往伴随较低亮度。针对单一机制下光子纯度与亮度难以兼顾的问题，本研究构建了受相干驱动的双量子比特—腔量子电动力学系统，使两个频率可调的量子比特共同耦合于单模腔，并通过调节量子比特失谐和驱动场失谐，探究能级非谐性与量子相消干涉的协同作用。
（双量子比特腔QED系统模型及物理机制）
（双量子比特腔QED系统参数性能分析）
（混合光子阻塞分支性能的参数普适性检验）
本研究从单激发和双激发子空间的缀饰态能谱出发，分析系统的非谐能级结构；在弱驱动近似下推导双光子概率幅，得到三类量子相消干涉条件，并辨明其中两类可有效抑制双光子激发。通过求解开放量子系统主方程，计算了平均光子数、二阶关联函数、光子数分布和集体辐射指标。结果表明，当有效干涉通道与明亮的单激发共振分支相交时，可形成混合光子阻塞。在主要工作点处，二阶关联函数降至极低，而平均光子数仍保持在常规光子阻塞水平；单光子概率明显高于非常规光子阻塞，双光子概率则受到强烈抑制。该工作点表现出辐射增强，说明量子比特间关联能够同时促进集体辐射和单光子输出。
为检验该机制的普适性，研究了两个量子比特与腔的耦合强度不对称时的参数演化。模拟显示，随着耦合比在较宽范围内变化，两条混合光子阻塞分支均可连续追踪，并可通过独立调节失谐参数加以保持。主要分支在维持较低二阶关联函数和有限光子占据的同时，超辐射特性随耦合不对称程度增强，表现出较好的稳定性和可调控性。该方案并非仅存在于单一的对称参数点，而是一种具有参数一般性、可通过频率调控实现的量子光源机制，为构建高纯度、高效率的单光子源提供了新的理论方案。
论文链接：https://doi.org/10.1364/OL.600187
（撰稿：李俊 审核：李勇 郑近德 张苒 黄敏）
