中国科学家让“薛定谔的猫”活了20多分钟！

发布时间：2024-11-08 00:00:18

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本站11月7日消息，中国科技大学的团队利用激光冷原子方法，制备成基于自旋的薛定谔猫态，具有超长相干时间，寿命达到了分钟量级。

据介绍，在量子精密测量中，自旋进动是测量磁场、惯性等物理现象的有效探针，还可用于探索超越标准模型的新物理。

对于自旋进动的测量时，高自旋薛定谔猫态具有明显优势，但在实验中，应用猫态存在两大技术挑战，一是如何在高维量子空间中实现幺正变换的高效操控，二是需要保持足够长的量子相干时间。

中国科技大学研究团队成功利用光晶格囚禁自旋为5/2的镱-173原子，通过控制激光脉冲对原子诱导非线性光频移，制备出由自旋投影为 5/2与-5/2两个态组成的叠加态。

这两个态的磁量子数相距最远，它们的叠加态被称为薛定谔猫态。

这种猫态具有增强的磁场灵敏性，同时在光晶格中感受到完全相同的光频移，处于“无消相干子空间”中，从而对光晶格的强度噪声和光斑形貌变化具有天然的免疫性。

实验结果表明，该猫态的相干时间突破了20分钟，并证实了接近海森堡极限的相位测量灵敏度。

这一成果，有助于提升对自旋进动相位的测量灵敏度，为原子磁力计、量子信息纠错、探索新物理等开辟出新途径。

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