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我國科學家提出新方法 實現(xiàn)納米尺度量子多體糾纏探測
2025年12月19日 16:08:05
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：4403
近日，中國科學技術(shù)大學教授王亞和北京師范大學副教授王評合作，在量子多體系統(tǒng)探測上取得重要進展，提出一種名為“多維關(guān)聯(lián)壓印”的全新方法，成功將難以直接觀測的高階量子關(guān)聯(lián)信息“編碼”至一個局域量子探針的噪聲信號中，從而實現(xiàn)對復雜量子系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)聯(lián)的間接高清探測，實現(xiàn)了納米尺度量子多體糾纏探測，解決了現(xiàn)代物理學缺乏單粒子獨立操控能力的復雜系統(tǒng)的探測的難題。
量子糾纏是量子力學中的一個重要概念。在量子力學里，當幾個粒子在彼此相互作用后，由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質(zhì)，無法單獨描述各個粒子的性質(zhì)，只能描述整體系統(tǒng)的性質(zhì)，則稱這現(xiàn)象為量子糾纏。在經(jīng)典力學里，找不到類似量子糾纏的現(xiàn)象，因此在量子力學的研究中，針對量子糾纏的研究受到了高度關(guān)注。
近日，中國科學技術(shù)大學教授王亞和北京師范大學副教授王評合作，在量子多體系統(tǒng)探測上取得重要進展，提出一種名為“多維關(guān)聯(lián)壓印”的全新方法，成功將難以直接觀測的高階量子關(guān)聯(lián)信息“編碼”至一個局域量子探針的噪聲信號中，從而實現(xiàn)對復雜量子系統(tǒng)內(nèi)部關(guān)聯(lián)的間接高清探測，實現(xiàn)了納米尺度量子多體糾纏探測，解決了現(xiàn)代物理學缺乏單粒子獨立操控能力的復雜系統(tǒng)的探測的難題。
據(jù)悉，“多維關(guān)聯(lián)壓印”技術(shù)的核心思想是將一個無法直接測量的復雜多體系統(tǒng)與一個高度敏感的局域量子探針耦合。多體系統(tǒng)的復雜關(guān)聯(lián)會作為獨特的“印記”，“壓印”在探針相對容易讀取的時間漲落頻譜上。通過解讀這些頻譜“密碼”，便能反推出系統(tǒng)內(nèi)部的多體關(guān)聯(lián)特性。
在實際實驗中，研究團隊利用空間分辨率達納米級的金剛石氮空位色心量子探針，成功重構(gòu)了其周圍核自旋環(huán)境的三階關(guān)聯(lián)。并且通過分析關(guān)聯(lián)累積量的譜結(jié)構(gòu)，可以直接可視化量子糾纏的建立過程，這為探測糾纏這一奇特的量子資源提供了新途徑。
目前該方法展現(xiàn)出的巨大潛力為未來量子學領域的研究提供了新的思路與方向，隨著技術(shù)的不斷推進，相信這項技術(shù)會為推動量子科技發(fā)展注入強勁動力。
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