机械振子以其寿命长、可直接耦合多种物理自由度等特性，在量子传感与信息处理中展现出广阔的应用前景。最近研究表明，具有非线性特性的机械振子被视为实现量子比特的潜在平台。然而，其固有的弱非线性与小非简谐性，严重制约了高保真量子比特的实现。

图1 带有弱克尔非线性的双端固定量子谐振子示意图。施加双声子驱动时，该系统表现为高保真度量子比特而非谐振子。

针对这一挑战，西安交通大学物理学院李蓬勃教授团队提出一种创新方案：通过对弱克尔非线性机械振子施加双声子驱动，实现对系统非线性的指数级增强。研究发现，在双声子驱动下，系统的本征态由传统的福克态转变为压缩福克态，其能谱呈现出指数增强且可调的非简谐性，从而可将量子比特编码于最低的两个压缩福克态之间。与传统机械福克量子比特相比，该方案能指数级抑制能量向高能态的泄漏，使机械量子比特在更宽参数范围内保持高保真度。研究进一步表明，基于压缩福克态的量子比特在弱力传感中表现优异，其灵敏度较传统福克量子比特提升1–2个数量级，为量子精密测量提供了新的可能。

相关研究成果以“Mechanical Squeezed-Fock Qubit: Towards Quantum Weak-Force Sensing”为题，发表于国际物理顶级期刊《物理评论快报》上（Phys. Rev. Lett. 136, 040801 (2026)）。物理学院助理教授乔一凡为论文第一作者，李蓬勃教授为唯一通讯作者，兰州大学物理科学与技术学院安钧鸿教授参与合作。研究获国家自然科学基金、科技部重大专项等项目的支持。

李蓬勃教授课题组长期致力于量子光学与量子信息领域的基础物理问题研究，重点探索新型混合量子系统的相互作用机制与调控理论。课题组在该领域已发表系列高水平学术论文80余篇，累计在美国物理学会Physical Review Letters、Physical Review A/B/Applied/Research等期刊发表论文60余篇。科研工作得到持续支持，已承担国家自然科学基金项目9项，研究成果荣获陕西省科学技术奖一等奖。承办第四届全国光量子科学与技术学术会议。李蓬勃教授担任《Physical Review Research》编委，并编著《量子力学原理与应用》教材，在量子科技人才培养方面成效显著；指导的三名博士生获王大珩光学奖学生奖，一名博士生获国家自然科学基金青年学生基础研究项目支持。课题组相关工作为我国量子科技发展贡献了重要力量。