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中美科研人员合作首次制备单原子间量子纠缠态

发布时间:2020-05-31 14:06    信息发布中心

最近国内外对于分子的研究有长足发展,在信息处理方面取得一系列突破,包括对分子的束缚和冷却,分子的量子信息高质量读出,大量分子之间量子纠缠的探索,以及高精度的分子测谱等。真空中束缚的单个分子尺度的研究也急速发展,有从两个束缚原子生成单个分子,单分子与单原子相互作用等重要进展。

在该项研究工作中,通过在离子阱体系束缚带电的钙原子和氢化钙分子,使用激光调控制备出他们之间的纠缠态。

为了展示分子状态的频率跨度,实验中选取了转动能量靠近的一对转动态作为比特,频率间隔分别为13.4kHz(约每秒一万次)以及间隔为855GHz(每秒近万亿次),分别使用激光脉冲定量演示与原子产生纠缠。

实验中通过一些列复杂的激光脉冲序列,使得譬如高转动能量的分子的成分引发原子受激发到高能量状态,产生所需的量子关联——纠缠态。最后,通过观察不同情况下原子和分子协同的状态关联,可以整合所有信息成一个范围在0到1之间的值,超过0.5的阈值即表示纠缠态的出现。实验中测得的数值在误差范围内远高出这个阈值,表明纠缠态的产生。

据了解,中科院微观磁共振重点实验室从2000年起一直从事自旋相关的量子计算研究,保持着使用量子算法完成最大整数的质因数分解、室温固态体系最高精度量子逻辑门控制等世界纪录。 【编辑:姜雨薇】

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