近年来, 微纳米尺度机械振子和腔场相互作用的研究得到了理论和实验的广泛关注. 尤其得益于纳米技术的迅速发展, 利用光学辐射压或梯度力, 可以在量子水平上控制微纳米光机械系统中的机械运动. 光力学另一个重要的目的是冷却和囚禁微观甚至介观的机械系统达到其量子基态以及机械系统行为从经典到量子的转变. 此外, 当量子基态靠近时, 腔场与机械模式之间稳健的连续变量纠缠也被广泛的研究.

这项名为《利用 Casimir 作用力产生大的光力学纠缠》研究论文发表于《中国科学: 物理学力学天文学》英文版, 2014年第12期, 从真空电磁场诱导的Casimir 力对光力学系统的影响这个角度, 研究了系统中的稳态光力学纠缠的产生, 由北京计算科学研究中心和清华大学联合培养博士生聂文杰和以及北京计算科学研究中心量子光学与量子信息实验室李勇研究员任通讯作者撰写.

在光力学系统, 通过外加驱动激光, 机械模和光学模之间的耦合可以得到巨大的增加, 从而使得宏观量子现象的实验演示变得可能. 光力学系统在微小位移和力、引力波的探测、量子通讯和量子信息处理等方面也有很多潜在的应用.

目前的研究其创新之处在于当考虑囚禁纳米靠近法布里－珀罗腔的腔壁附近时, 纳米球与腔壁之间的Casimir 力会重要的改变球的质心运动. 在这种情况下, Casimir 偏置原始的纳米球稳态位置从而使得只有一个腔场时机械模与光学模之间的等效耦合不为零, (如图1a). 研究结果表明, 由于囚禁纳米球与光场之间非零的等效耦合, 通过选择合适的系统优化参数, 可以得到大的对数负值度, 也就是获得较大的光力学纠缠, (如图1b).