中国科学家让“薛定谔的猫”活了20多分钟

IT之家 2024-11-08 15:47:02

IT之家11月8日消息,据科技日报11月7日报道,中国科学技术大学夏添、卢征天、邹长铃等人一起合作,利用激光冷原子方法制备成基于自旋的薛定谔猫态,其寿命达到分钟量级,有助于提升对自旋进动相位的测量灵敏度。相关成果于11月1日发表在《自然・光子学》上。

研究过程中,研究团队成功实现了一种具有超长相干时间的薛定谔猫态。研究人员利用光晶格囚禁自旋为5/2的镱-173原子,通过控制激光脉冲对原子诱导非线性光频移,制备出由自旋投影为+5/2与-5/2两个态组成的叠加态。由于这两个态的磁量子数相距最远,所以它们的叠加态被称为薛定谔猫态。

这种猫态具有增强的磁场灵敏性,同时在光晶格中感受到完全相同的光频移,处于“无消相干子空间”中,从而对光晶格的强度噪声和光斑形貌变化具有天然的免疫性。

实验结果表明,该猫态的相干时间突破了20分钟。通过Ramsey干涉测量法,研究人员证实了接近海森堡极限的相位测量灵敏度。

研究人员表示,这一长寿命薛定谔猫态的制备,将为原子磁力计、量子信息纠错以及探索新物理等开辟出新途径。

薛定谔猫(英语:Schrödinger'scat)是奥地利物理学者埃尔温・薛定谔于1935年提出的思想实验。通过此思想实验,薛定谔指出应用量子力学哥本哈根诠释于宏观物体会产生的问题,以及其与物理常识间的矛盾。在此思想实验里,由于先前发生事件的随机性质,猫会处于生存与死亡的叠加态。

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