最新發(fā)現(xiàn)與創(chuàng)新

科技日?qǐng)?bào)訊（記者吳長(zhǎng)鋒）記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士團(tuán)隊(duì)與合作者合作，首次制備了單原子和單分子之間的量子糾纏態(tài)，并且通過(guò)定量表征手段，確定產(chǎn)生的量子糾纏超過(guò)臨界閾值。研究成果日前在線發(fā)表在《自然》上。

目前有多種體系可用于探索實(shí)現(xiàn)量子傳感和量子信息處理。其中，分子作為多個(gè)原子組成的系統(tǒng)，原子集團(tuán)可以轉(zhuǎn)動(dòng)和發(fā)生振動(dòng)，由此帶來(lái)獨(dú)特的屬性。因此分子可以處于能量跨度相當(dāng)大的不同量子狀態(tài)，狀態(tài)之間能量差別所對(duì)應(yīng)的頻率可以從接近零一直到達(dá)數(shù)百THz（每秒百萬(wàn)億次）的光學(xué)頻率，因此分子可以作為媒介，用于匹配和溝通頻率迥異的不同量子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)合的量子體系和信息處理平臺(tái)。另外，極性分子之間可以產(chǎn)生長(zhǎng)程的相互作用，有利于實(shí)現(xiàn)新型的量子信息處理平臺(tái)，這樣的關(guān)聯(lián)屬性在量子計(jì)算和一些量子精密測(cè)量中有重要應(yīng)用。

研究人員通過(guò)在離子阱體系束縛帶電的鈣原子和氫化鈣分子，使用激光調(diào)控制備出他們之間的糾纏態(tài)。當(dāng)鈣離子的電子軌道狀態(tài)處于基態(tài)，分子的轉(zhuǎn)動(dòng)也在低轉(zhuǎn)動(dòng)能量狀態(tài)的一種整體狀態(tài)；同時(shí)可以“疊加”截然不同的另一種整體態(tài)——前者處于軌道的激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)分子處于高轉(zhuǎn)動(dòng)能量的狀態(tài)。相反的激發(fā)配對(duì)也可以制備。基態(tài)和激發(fā)態(tài)可以存儲(chǔ)量子信息，類(lèi)似二進(jìn)制的“0”和“1”，即量子比特。最后，通過(guò)觀察不同情況下原子和分子協(xié)同的狀態(tài)關(guān)聯(lián)，可以整合所有信息成一個(gè)范圍在0到1之間的值，超過(guò)0.5的閾值即表示糾纏態(tài)的出現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)值在誤差范圍內(nèi)遠(yuǎn)高出這個(gè)閾值，表明糾纏態(tài)的產(chǎn)生。

這項(xiàng)成果對(duì)于未來(lái)考慮使用分子進(jìn)行量子信息處理有重要推動(dòng)作用。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的我国科学家首次制备出单原子和单分子之间的量子纠缠态的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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