IT之家 5 月 25 日消息，美國加州理工學(xué)院物理學(xué)教授 Manuel Endres 團(tuán)隊(duì)通過“光鑷”（基于激光的鑷子）對單個(gè)原子進(jìn)行精細(xì)控制，首次在超冷原子體系中實(shí)現(xiàn) "超糾纏" 量子態(tài)。
相關(guān)研究成果已于 5 月 22 日發(fā)表于在《科學(xué)》上（IT之家附 DOI: 10.1126 / science.adn2618），展示了量子操控技術(shù)的新高度，或?yàn)榱孔佑?jì)算開辟新路徑。
研究團(tuán)隊(duì)將鍶原子冷卻至接近絕對零度（-273.15℃）后，使用 39 束定制激光束（光鑷）逐個(gè)捕獲原子，構(gòu)建出規(guī)整陣列。然后，科研人員通過特殊激光識別系統(tǒng)檢測出溫度不達(dá)標(biāo)的原子，并進(jìn)行二次冷卻或剔除。經(jīng)此流程，陣列中 99% 的原子達(dá)到僅比絕對零度高數(shù)萬億分之一開爾文的量子基態(tài)。
在此基礎(chǔ)之上，團(tuán)隊(duì)同時(shí)操控原子的電子態(tài)和運(yùn)動態(tài)，突破性地實(shí)現(xiàn)雙原子“超糾纏”。這種狀態(tài)下，原子即使相隔遙遠(yuǎn)距離，其量子特性仍保持多重關(guān)聯(lián)。
這是首次在大質(zhì)量粒子（例如中性原子或離子）實(shí)現(xiàn)“超糾纏”（此前僅在光子中實(shí)現(xiàn)）。傳統(tǒng)方法主要通過改變原子電子態(tài)實(shí)現(xiàn)糾纏，而此次實(shí)驗(yàn)首次同時(shí)操控原子運(yùn)動態(tài)。
“這種狀態(tài)下的量子特性關(guān)聯(lián)將保持穩(wěn)定，即使原子被分隔極遠(yuǎn)距離。”團(tuán)隊(duì)成員 Adam Shaw 表示，“就像你和地球另一端朋友不僅會穿同色襪子，還自動保持材質(zhì)差異?！?/p>
普林斯頓大學(xué)杰夫?湯普森指出，該技術(shù)的糾錯(cuò)機(jī)制與現(xiàn)有量子計(jì)算體系具有兼容性。伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校雅各布?考維認(rèn)為“原子運(yùn)動態(tài)將成為量子科學(xué)的重要資源”。
研究團(tuán)隊(duì)表示，超糾纏態(tài)僅是量子操控應(yīng)用的起點(diǎn)。“我們才剛剛觸及表面，這項(xiàng)技術(shù)未來可能用于構(gòu)建高密度量子存儲設(shè)備，或成為研究未知量子物質(zhì)的精密模擬器?！?/p>
