中國科學(xué)家讓“薛定諤的貓”活了20多分鐘！

快科技11月7日消息，中國科技大學(xué)的團(tuán)隊利用激光冷原子方法，制備成基于自旋的薛定諤貓態(tài)，具有超長相干時間，壽命達(dá)到了分鐘量級。

據(jù)介紹，在量子精密測量中，自旋進(jìn)動是測量磁場、慣性等物理現(xiàn)象的有效探針，還可用于探索超越標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理。

對于自旋進(jìn)動的測量時，高自旋薛定諤貓態(tài)具有明顯優(yōu)勢，但在實驗中，應(yīng)用貓態(tài)存在兩大技術(shù)挑戰(zhàn)，一是如何在高維量子空間中實現(xiàn)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(xué)研究團(tuán)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(dǎo)非線性光頻移，制備出由自旋投影為+5/2與-5/2兩個態(tài)組成的疊加態(tài)。

這兩個態(tài)的磁量子數(shù)相距最遠(yuǎn)，它們的疊加態(tài)被稱為薛定諤貓態(tài)。

這種貓態(tài)具有增強(qiáng)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(qiáng)度噪聲和光斑形貌變化具有天然的免疫性。

實驗結(jié)果表明，該貓態(tài)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(jìn)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。

【本文結(jié)束】如需轉(zhuǎn)載請務(wù)必注明出處：快科技