据中国科学技能大学新闻网11月5日音讯,该校与合肥国家试验室夏添、卢征天、邹长铃等人协作,使用激光冷原子办法制备成依据自旋的薛定谔猫态,其寿数到达分钟量级,有助于提高对自旋进动相位的丈量灵敏度。相关成果于11月1日宣布在《天然-光子学》期刊上。
据介绍,在量子精细丈量中,自旋进动不仅是丈量磁场、惯性等许多物理现象的有用探针,还可以适用于探究逾越规范模型的新物理。在做自旋进动丈量时,高自旋薛定谔猫态有着十分显着优势,一方面因为高自旋量子数扩大了进动频率信号;另一方面因为猫态对一些环境搅扰要素不灵敏,然后限制了丈量噪声。但是,试验中使用猫态面对两大技能应战:一是如安在高维量子空间中完成幺正改换的高效操控;二是需求坚持足够长的量子相干时刻。

镱-173原子自旋在一维光晶格中构成薛定谔猫态。左面两个球体别离代表自旋朝上、朝下的两个本征态,它们叠加构成由右边球体代表的薛定谔猫态。
在本工作中,研讨团队成功完成了一种具有超长相干时刻的薛定谔猫态。研讨人员使用光晶格软禁自旋为5/2的镱-173原子,经过操控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。因为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,一起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,然后对光晶格的强度噪声和光斑描摹改变具有天然的免疫性。
试验依据成果得出,该猫态的相干时刻突破了20分钟。经过Ramsey干与丈量法,研讨人员证明了接近海森堡极限的相位丈量灵敏度。
这一长寿数薛定谔猫态为原子磁力计、量子信息纠错以及探究新物理等拓荒了新途径。



