中科大33歲教授再發《自然》:實現原子與分子間的量子糾纏

中國科學技術大學物理學院教授林毅恆5月20日在世界頂級學術期刊《自然》上發表一篇論文報告了在分子層面上的量子控制能力。
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該論文的第一作者兼通訊作者為中國科學技術大學物理學院教授林毅恆。另外三位作者David R. Leibrandt、Dietrich Leibfried 和 Chin-wen Chou來自NIST時間與頻率部。

此前,林毅恆已經參與9篇《物理評論快報》(PRL)、2篇《自然》、1篇《科學》論文。不過,以第一作者身份發表《自然》論文,尚屬首次。
由於分子比特頻率可以在寬範圍內選擇,論文相信,類似機制可以用作混合量子信息系統中的“轉換器”,正如經典計算機需要兼容處理器、光盤、硬盤驅動器等不同屬性的物理載體,以進行信息處理、存儲或傳輸。

在實際操作中,要對原子實現如此精確的操控和測量,關鍵還是把原子固定住,減少它的振動。雖然科學家們夢寐以求的“一動不動”的原子目前不可能實現,但他們想出了很多有效的方法讓原子“冷靜”下來。例如,用電磁場囚禁住失去一個電子後帶正電的原子離子,再用激光施加阻力。

在該實驗中,分子比特可以從低頻狀態(13.4千赫茲)轉換到高頻狀態(8.55萬億億赫茲)。

研究團隊相信,用不同元素組成不同分子,就可以實現更大範圍的分子比特屬性選擇,在量子信息科學、量子傳感器、量子化學等領域有應用潛力。