撰稿|由课题组供稿
量子纠缠是量子系统特有的现象，其表现为多个量子比特在相互作用后形成整体的性质，各个比特的性质无法再单独描述。这种不可分割的整体性，使得量子纠缠被广泛地应用于各个领域。例如，在量子通讯领域，通过量子纠缠能实现安全的量子通信，如量子隐形传态。在量子计算领域，通过建立量子纠缠，可以实现量子比特之间的关联，从而加速量子计算的进程；在量子测量领域，量子纠缠可以增强量子测量的精度和灵敏度，从而提高传感器的性能；在量子模拟领域，通过量子纠缠，可以模拟真实量子系统的相互作用和演化，从而研究和预测量子系统独特的性质和行为。量子纠缠虽在多个领域都有重要的应用，但其在热力学方面的作用却鲜有实验研究。在热力学研究中，量子引擎是研究量子特性导致的新奇现象的优良模型，已有多种涉及纠缠的量子引擎理论方案被提出。最近，线性光学的实验证实，单光子不同自由度之间的纠缠和局部测量能增强量子引擎的性能。但是，纠缠是否有助于提高能量转换效率或功输出仍然缺乏实验证据。因此，这一领域的研究仍充满挑战与机遇。
图一、量子热力学循环过程，其中第一个冲程通过实现纠缠逻辑门（MS门）吸收光子；第二个冲程是快速地降低激光失谐；第三个冲程是通过红边带与负载耦合输出声子；第四个冲程是在耗散下增大失谐量来完成循环。
和机械效率
。
被定义为可以提取的能量（即有用能量）在输出能量中的占比。为了更深入地了解纠缠对量子引擎的作用，人们需要定量地分析量子引擎在工作物质处于不同纠缠度下的性能，这在实验上可以通过控制第一冲程纠缠门的作用时间来实现。同时，通过测量工作物质中被吸收的光子数和负载中增加的声子数，研究人员得到了不同纠缠度下的
图二、系统特征参数的时间演化。(a)离子的能级布居数和纠缠度随时间的演化。(b)声子和纠缠度随时间的演化。（c，d）能量转换效率
文章链接：
https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.132.180401
