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“魔法波長光鑷”實現(xiàn)分子長時量子糾纏

5個月前 來源:科技日報 觀看:115

  科技日報記者 張佳欣QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  英國杜倫大學研究人員首次利用精確控制的光學陷阱,即“魔法波長光鑷”,創(chuàng)造了一個高度穩(wěn)定的環(huán)境,成功實現(xiàn)了分子間的長時間量子糾纏,為研究量子計算、傳感和基礎(chǔ)物理學開辟了新途徑。這一突破是量子科學領(lǐng)域一系列進展中的最新成果,標志著在利用分子開發(fā)復(fù)雜量子技術(shù)方面的重大進步。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  量子糾纏示意圖。圖片來源:NASA官網(wǎng)QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  量子糾纏是一種量子力學基本現(xiàn)象,其中兩個粒子相互關(guān)聯(lián),一個粒子的狀態(tài)會直接影響另一個粒子的狀態(tài),無論它們之間的距離有多遠。這一現(xiàn)象是量子計算和其他先進量子技術(shù)的核心。科學家此前已在原子層面實現(xiàn)了糾纏,但在更復(fù)雜的分子層面實現(xiàn)糾纏,則是一次重大進步。這是因為分子擁有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和特性,比如振動和旋轉(zhuǎn),這些特性在高級量子應(yīng)用中具有潛在價值。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  研究人員表示,這一成果凸顯了人們對單個分子的卓越控制能力。量子糾纏非常脆弱,但他們能夠利用極其微弱的相互作用,使兩個分子糾纏在一起,并在接近一秒鐘的時間內(nèi)保持糾纏。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  實驗成功得益于創(chuàng)造一個穩(wěn)定環(huán)境,該環(huán)境能在長時間內(nèi)保持糾纏分子的相干性。通過使用“光鑷”中特別調(diào)節(jié)的激光,研究人員能以前所未有的精度控制分子。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  此次實現(xiàn)了極高的糾纏保真度,達到了92%以上水平,如果考慮到可糾正的錯誤,保真度甚至更高。分子糾纏的穩(wěn)定性,對于需要長時間測量和存儲量子信息的應(yīng)用至關(guān)重要。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  該研究展示了分子作為下一代量子技術(shù)構(gòu)建單元的巨大潛力。能長時間保持的分子糾纏可用于構(gòu)建量子計算機或精密量子傳感器,幫助理解復(fù)雜材料的量子性質(zhì)。此外,還可改善量子傳感中的精密測量,模擬復(fù)雜量子材料,甚至帶來新的量子計算形式。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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  此外,該結(jié)果還將推動“量子存儲器”的開發(fā),即能長時間存儲量子信息的設(shè)備。這對于先進的量子網(wǎng)絡(luò)極為關(guān)鍵。QBl即熱新聞——關(guān)注每天科技社會生活新變化gihot.com


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