| cyqdesign |
2020-05-21 12:44 |
中科大33歲教授再發(fā)《自然》：實(shí)現(xiàn)原子與分子間的量子糾纏
5月20日，發(fā)表在世界頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上的一篇論文報(bào)告了這種在分子層面上的量子控制能力。由于分子比特頻率可以在寬范圍內(nèi)選擇，論文相信，類似機(jī)制可以用作混合量子信息系統(tǒng)中的“轉(zhuǎn)換器”，正如經(jīng)典計(jì)算機(jī)需要兼容處理器、光盤、硬盤驅(qū)動器等不同屬性的物理載體，以進(jìn)行信息處理、存儲或傳輸。 RSym9t90t
) xyjQ|b
在激光控制下，被困在電磁場陷阱中的一個(gè)分子離子和一個(gè)原子離子出現(xiàn)了神奇的糾纏效應(yīng)。 \OV tvJV]
D;V[9E=g/
量子糾纏是愛因斯坦口中“鬼魅般的遠(yuǎn)距作用”，處于糾纏態(tài)的兩個(gè)量子不論相距多遠(yuǎn)都存在一種關(guān)聯(lián)，其中一個(gè)量子狀態(tài)發(fā)生改變（比如人們對其進(jìn)行測量），另一個(gè)的狀態(tài)會瞬時(shí)發(fā)生相應(yīng)改變。 ]qv0Y~+`-K
W]ca~ %r
讓光子糾纏起來比較簡單，只要把光子打到特殊的晶體材料上，它就會變成一對糾纏光子。如果其中一個(gè)光子的自旋方向是“朝上”的話，那與之糾纏的另一個(gè)光子的自旋方向一定是“朝下”的。 )/::i
O&$:
tn ' Jkwp
而光子和原子之間會發(fā)生相互作用，原子吸收或失去光子后能級會升高或降低，可以利用這種相互作用使得光子和原子糾纏起來，甚至通過一個(gè)光子的連續(xù)相互作用將多個(gè)原子糾纏起來。 L/tn;0
? x #K: a?
在實(shí)際操作中，要對原子實(shí)現(xiàn)如此精確的操控和測量，關(guān)鍵還是把原子固定住，減少它的振動。雖然科學(xué)家們夢寐以求的“一動不動”的原子目前不可能實(shí)現(xiàn)，但他們想出了很多有效的方法讓原子“冷靜”下來。例如，用電磁場囚禁住失去一個(gè)電子后帶正電的原子離子，再用激光施加阻力。 Z{0 BH{23
'/.Dxib
類似的冷原子技術(shù)已經(jīng)在原子鐘和量子計(jì)算領(lǐng)域取得了很多應(yīng)用。而分子是由多個(gè)原子以不同姿態(tài)組成的，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，更難控制。分子像原子一樣有不同的能級，可以不同的角度和速度旋轉(zhuǎn)、振動，因此也有包含更多維度的信息，能否在分子上實(shí)現(xiàn)類似的玩法呢？ v&YeQC>
| |