近日，物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院彭家鑫博士在量子相干和量子同步方面取得新進展，研究成果以“Macroscopic quantum coherence and quantum complete synchronization in molecular optomechanical system（分子光力學(xué)系統(tǒng)中的宏觀量子相干和量子完全同步）”為題發(fā)表在國際著名期刊《Chaos, Solitons & Fractals》上。南通大學(xué)為論文第一單位，彭家鑫為論文第一作者，副教授于忠衛(wèi)、博士后Muhammad Asjad為共同通訊作者。

構(gòu)建噪聲免疫的大規(guī)模相干網(wǎng)絡(luò)是量子相干應(yīng)用于實踐前需解決的重要問題。彭家鑫團隊研究展示了如何在分子光力學(xué)系統(tǒng)中制備腔—分子和分子—分子的宏觀量子相干性，并發(fā)現(xiàn)分子集體效應(yīng)在建立和增強量子關(guān)聯(lián)方面扮演著積極角色，使得在室溫環(huán)境下仍可獲得很強的量子相干性。兩種分子集體模式的權(quán)重分配顯著地影響量子相干性，并存在一個臨界分配值，可建立最強的分子—分子量子相干。此外，團隊還進一步探索了兩個集體分子模式的量子完全同步現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)量子同步隨權(quán)重分配和熱噪聲的變化與量子相干性類似，但二者隨腔衰減率和分子數(shù)的變化表現(xiàn)出完全不同的行為。基于這些結(jié)果，團隊進一步闡明了量子相干和量子同步之間的潛在聯(lián)系，不僅為構(gòu)建噪聲魯棒的大規(guī)模相干網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)，還促進了對不同量子概念內(nèi)在聯(lián)系的理解。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目資助，彭家鑫也因此項研究被國際學(xué)術(shù)組織ScienceFather提名為“International Research Awards on Atomic, Molecular and Optical Physics（國際原子、分子和光物理研究獎）”最佳研究者獎。

《Chaos, Solitons & Fractals》是國際跨學(xué)科科學(xué)期刊，專注于非線性科學(xué)領(lǐng)域的理論及其應(yīng)用，涵蓋物理學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)以及工程學(xué)等領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)行為研究，是中科院一區(qū)Top期刊，影響因子5.3。

（彭家鑫）

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.116473