探究光以及光与物质间的相互作用几乎贯穿了整个物理学史。随着凝聚态物理的兴起，人们开始关注光子与凝聚态系统各种准粒子激发的耦合，如表面等离子体、声子、磁振子等，这在信息科学里有着重要的应用前景。最近10年，由于磁振子作为能量传输媒介的低能耗、长寿命等优点，探究磁体和光场的强耦合吸引了诸多研究兴趣，并逐渐形成了一门新的学科-腔自旋电子学或腔磁振子学。通常来说，当调节磁振子的能量时，会在光子能量附近呈现一个免交叉的线形，这是磁光相干耦合的标志，而免交叉的大小直接反应了磁体和光的耦合强度。最新的实验，发现除了通常的能级免交叉，还会出现能级的吸引，这与磁光的耗散耦合直接相关。由于耗散耦合的非厄密性以及由此带来的复杂性，人们的认知非常有限，特别是如何描述这个系统的动力学行为以及磁光在耗散耦合时的量子关联特性。

严鹏教授和南方科技大学的袁怀洋博士等合作，通过解析和数值分析系统的动力学行为，发现磁振子和光子在耗散耦合时，可以形成一个稳定的贝尔态，即最大纠缠态，这个纠缠态具有高保真度、强抗噪能力等优势。作为对比，当磁振子和光子在相干耦合时，系统并不存在一个稳定的状态，而是会在磁振子和光子态之间作拉比振荡。这个工作从理论上深化了人们的对于非厄密系统动力学的认识，并为磁光复合系统在量子信息里的应用奠定了基础。

该工作得到了国家自然科学基金，国家重点研发计划，等项目的资助。

论文链接：

Phys. Rev. Lett. 124, 053602 (2020)