|中美实现分子、原子之间量子纠缠,继续拓展量子信息技术应用边界( 二 )
团队找到最直接的方式——库仑力 。
两个正离子建立量子比特 , 联系两个正离子最普通的方式就是它们之间的库仑力 , 表现为斥力 。 具体而言 , 研究团队先将 Ca + 离子和 CaH + 离子用 Paul 离子势阱共同限制在一起 , 两个离子之间的库仑力就会将它们各自的运动联系在一起 , 一旦一个量子比特的状态发生改变 , 那么另一个的量子状态也会发生改变 。
【|中美实现分子、原子之间量子纠缠,继续拓展量子信息技术应用边界】接着 , 研究团队进行了量子纠缠的验证 。 他们在将 Ca + 离子的量子态和 CaH + 离子的量子态初始化之后 , 采用 729nm 的激光改变 Ca + 离子的量子态 , 并采用特殊方式读取 CaH + 离子的量子态变化 。
结果显示 , CaH + 离子的量子态发生了 13.4kHz 和 855GHz 的跃迁变化 , 并且相应取得了 0.87 和 0.76 的高可靠性 , 表明量子纠缠已经成功建立 。
此外 , 值得一提的是 , 研究团队在建立量子比特和量子纠缠中 , 采用了如今最先进的激光冷却、俘获以及原子分子量子态可控技术 , 并都取得相应突破 。
团队也在文中还提到 , 未来的研究如果要进一步提高量子纠缠可靠性 , 可以从优化基态冷却以及减少外界环境微扰的角度去开展工作 , 例如提高真空度及减小外加磁场的波动等等 。
团队实现了一个复合型的量子纠缠系统 , 体现了其在量子信息技术中的尖端技术的成熟把控 , 也将对于未来的量子信息科学研究、量子传感器及相关器件研究、基础和应用物理研究 , 以及可控量子化学研究有重要意义 。
将原子和分子做成量子比特 , 并在它们之间建立量子纠缠确实开创了量子信息技术的又一个研究方向 , 也许会成为该领域研究的新热点 。
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