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来源:科技日报最新发现与创新消息(记者吴昌峰)记者从中国科技大学获悉,该校杜江峰院士团队与合作者合作制备了单原子与单原子之间的量子纠缠态通过定量表征,首次确定了产生的量子纠缠超过了临界阈值。研究结果发表在《自然》杂志的网上。目前,有许多系统可以用来探索量子传感和量子信息处理的实现。其中,原子群作为一个由多个原子组成的系统,具有旋转和振动的特性,具有独特的性质。因此,分子可以处于不同的量子态,具有较大的能量跨度,相应的态间能量差频率可以从接近零到数百太赫兹(每秒一百万次)。

因此,分子可以作为不同频率的量子系统匹配和通信的媒介,实现复合量子系统和信息处理平台。此外,极性分子间的长程相互作用有利于实现一种新的量子信息处理平台,在量子计算和某些量子精密测量中有着重要的应用。通过在离子阱系统中结合带电荷的钙原子和氢化钙分子,研究人员利用激光调制控制制备了它们之间的纠缠态。当钙离子的电子轨道态处于基态时,分子的旋转也处于低旋转能态的整体状态;同时,另一个完全不同的整体状态可以“叠加”——前者处于轨道的激发态,相应的分子处于高旋转能状态。

也可以准备相反的激发对。基态和激发态可以存储量子信息,类似于二进制“0”和“1”,即量子比特。最后,通过观察原子与分子在不同情况下的合作态关系,可以将所有信息整合为0到1之间的值。阈值大于0.5表示纠缠态的出现。实验测量值远高于误差范围内的阈值,说明了纠缠态的产生。这一成果将在今后考虑利用分子进行量子信息处理方面发挥重要作用。。。

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