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　　中美科研人員近日聯(lián)手在分子的量子糾纏研究取得重要進展。

　　中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)25日消息，該校杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點實驗室與美國國家標準技術(shù)研究所合作，首次制備了單原子和單分子之間的量子糾纏態(tài)，并且通過定量表征手段，確定產(chǎn)生的量子糾纏超過臨界閾值。

　　該研究成果近日在線發(fā)表在《自然》上。據(jù)介紹，這項成果對于未來考慮使用分子進行量子信息處理有重要推動作用。

　　目前有多種體系可用于探索實現(xiàn)量子傳感和量子信息處理。其中，分子作為多個原子組成的系統(tǒng)，原子集團可以轉(zhuǎn)動和發(fā)生振動，由此帶來獨特的屬性。

　　最近國內(nèi)外對于分子的研究有長足發(fā)展，在信息處理方面取得一系列突破，包括對分子的束縛和冷卻，分子的量子信息高質(zhì)量讀出，大量分子之間量子糾纏的探索，以及高精度的分子測譜等。真空中束縛的單個分子尺度的研究也急速發(fā)展，有從兩個束縛原子生成單個分子，單分子與單原子相互作用等重要進展。

　　在該項研究工作中，通過在離子阱體系束縛帶電的鈣原子和氫化鈣分子，使用激光調(diào)控制備出他們之間的糾纏態(tài)。

　　為了展示分子狀態(tài)的頻率跨度，實驗中選取了轉(zhuǎn)動能量靠近的一對轉(zhuǎn)動態(tài)作為比特，頻率間隔分別為13.4kHz(約每秒一萬次)以及間隔為855GHz(每秒近萬億次)，分別使用激光脈沖定量演示與原子產(chǎn)生糾纏。

　　實驗中通過一些列復(fù)雜的激光脈沖序列，使得譬如高轉(zhuǎn)動能量的分子的成分引發(fā)原子受激發(fā)到高能量狀態(tài)，產(chǎn)生所需的量子關(guān)聯(lián)——糾纏態(tài)。最后，通過觀察不同情況下原子和分子協(xié)同的狀態(tài)關(guān)聯(lián)，可以整合所有信息成一個范圍在0到1之間的值，超過0.5的閾值即表示糾纏態(tài)的出現(xiàn)。實驗中測得的數(shù)值在誤差范圍內(nèi)遠高出這個閾值，表明糾纏態(tài)的產(chǎn)生。

　　據(jù)了解，中科院微觀磁共振重點實驗室從2000年起一直從事自旋相關(guān)的量子計算研究，保持著使用量子算法完成最大整數(shù)的質(zhì)因數(shù)分解、室溫固態(tài)體系最高精度量子邏輯門控制等世界紀錄。