快科技11月7日消息,中國鐘中國科技大學的科學團隊利用激光冷原子方法,制備成基于自旋的家讓薛定諤貓態,具有超長相干時間,薛定壽命達到了分鐘量級。貓活
據介紹,多分在量子精密測量中,中國鐘自旋進動是科學測量磁場、慣性等物理現象的家讓有效探針,還可用于探索超越標準模型的薛定新物理。
對于自旋進動的貓活測量時,高自旋薛定諤貓態具有明顯優勢,多分但在實驗中,中國鐘應用貓態存在兩大技術挑戰,科學一是家讓如何在高維量子空間中實現幺正變換的高效操控,二是需要保持足夠長的量子相干時間。
中國科技大學研究團隊成功利用光晶格囚禁自旋為5/2的鐿-173原子,通過控制激光脈沖對原子誘導非線性光頻移,制備出由自旋投影為+5/2與-5/2兩個態組成的疊加態。
這兩個態的磁量子數相距最遠,它們的疊加態被稱為薛定諤貓態。
這種貓態具有增強的磁場靈敏性,同時在光晶格中感受到完全相同的光頻移,處于“無消相干子空間”中,從而對光晶格的強度噪聲和光斑形貌變化具有天然的免疫性。
實驗結果表明,該貓態的相干時間突破了20分鐘,并證實了接近海森堡極限的相位測量靈敏度。
這一成果,有助于提升對自旋進動相位的測量靈敏度,為原子磁力計、量子信息糾錯、探索新物理等開辟出新途徑。