科技日報記者從中國科技大學(xué)獲悉，該校杜江峰院士團隊首次與合作者合作制備了單原子與單分子之間的量子糾纏態(tài)，并通過定量表征方法，結(jié)果表明，產(chǎn)生的量子糾纏超過了臨界閾值。研究結(jié)果幾天前發(fā)表在《自然》雜志的網(wǎng)上。管道泵
目前有多種系統(tǒng)可用于探索量子傳感和量子信息處理。其中，分子作為一個由多個原子組成的系統(tǒng)，原子集團可以旋轉(zhuǎn)和振動，這就帶來了獨特的性質(zhì)。因此分子可以處于能量跨度相當(dāng)大的不同量子狀態(tài)，狀態(tài)之間能量差別所對應(yīng)的頻率可以從接近零一直到達數(shù)百THz（每秒百萬億次）的光學(xué)頻率，它用來匹配和通信不同頻率的量子系統(tǒng)，實現(xiàn)復(fù)合量子系統(tǒng)和信息處理平臺。此外，極性分子之間可以發(fā)生長程相互作用，有利于實現(xiàn)新型量子信息處理平臺。這種相關(guān)特性在量子計算和一些量子精度測量中有著重要的應(yīng)用。排污泵
研究人員通過在離子阱體系束縛帶電的鈣原子和氫化鈣分子，使用激光調(diào)控制備出他們之間的糾纏態(tài)。當(dāng)鈣離子的電子軌道狀態(tài)處于基態(tài)，分子的轉(zhuǎn)動也在低轉(zhuǎn)動能量狀態(tài)的一種整體狀態(tài)；同時可以“疊加”截然不同的另一種整體態(tài)——前者處于軌道的激發(fā)態(tài)，對應(yīng)分子處于高轉(zhuǎn)動能量的狀態(tài)。相反的激發(fā)配對也可以制備?；鶓B(tài)和激發(fā)態(tài)可以存儲量子信息，類似二進制的“0”和“1”，即量子比特。最后，通過觀察不同情況下原子和分子協(xié)同的狀態(tài)關(guān)聯(lián)，可以整合所有信息成一個范圍在0到1之間的值，超過0.5的閾值即表示糾纏態(tài)的出現(xiàn)。實驗中測得的數(shù)值在誤差范圍內(nèi)遠高出這個閾值，表明糾纏態(tài)的產(chǎn)生。磁力泵
這項成果對于未來考慮使用分子進行量子信息處理有重要推動作用。
