近日，物理科学与技术学院彭家鑫博士在量子相干和量子同步方面取得新进展，研究成果以“Macroscopic quantum coherence and quantum complete synchronization in molecular optomechanical system（分子光力学系统中的宏观量子相干和量子完全同步）”为题发表在国际著名期刊《Chaos, Solitons & Fractals》上。南通大学为论文第一单位，彭家鑫为论文第一作者，副教授于忠卫、博士后Muhammad Asjad为共同通讯作者。
构建噪声免疫的大规模相干网络是量子相干应用于实践前需解决的重要问题。彭家鑫团队研究展示了如何在分子光力学系统中制备腔—分子和分子—分子的宏观量子相干性，并发现分子集体效应在建立和增强量子关联方面扮演着积极角色，使得在室温环境下仍可获得很强的量子相干性。两种分子集体模式的权重分配显著地影响量子相干性，并存在一个临界分配值，可建立最强的分子—分子量子相干。此外，团队还进一步探索了两个集体分子模式的量子完全同步现象，发现量子同步随权重分配和热噪声的变化与量子相干性类似，但二者随腔衰减率和分子数的变化表现出完全不同的行为。基于这些结果，团队进一步阐明了量子相干和量子同步之间的潜在联系，不仅为构建噪声鲁棒的大规模相干网络奠定了基础，还促进了对不同量子概念内在联系的理解。该研究得到国家自然科学基金项目资助，彭家鑫也因此项研究被国际学术组织ScienceFather提名为“International Research Awards on Atomic, Molecular and Optical Physics（国际原子、分子和光物理研究奖）”最佳研究者奖。
《Chaos, Solitons & Fractals》是国际跨学科科学期刊，专注于非线性科学领域的理论及其应用，涵盖物理学、数学、生物学、化学以及工程学等领域的复杂系统行为研究，是中科院一区Top期刊，影响因子5.3。
（彭家鑫）
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.chaos.2025.116473
