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　　關(guān)于量子糾纏，科學(xué)家們研究對象多是光子。近日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，中科院微觀磁共振重點實驗室林毅恒教授與美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所合作，在離子阱體系實現(xiàn)帶電原子和帶電分子的聯(lián)合調(diào)控，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，成果對于未來利用分子進行量子信息處理有重要推動作用。

　　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。研究發(fā)現(xiàn)，分子可以作為媒介，用于匹配和溝通頻率迥異的不同量子系統(tǒng)，實現(xiàn)復(fù)合的量子體系和信息處理平臺。

　　在本研究中，科學(xué)家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)。該研究結(jié)合了近年來發(fā)展的多項重要技術(shù)，包括利用帶電原子和分子的電相互作用實現(xiàn)信息的傳遞等。

　　實驗中，研究人員首先初始化原子和分子到某個確定的低能量狀態(tài)（基態(tài)），并且冷卻他們的運動到接近量子的極限。繼而使用激光作用在單個分子上，制備出轉(zhuǎn)動維度高低能量的疊加狀態(tài)，再通過一些列復(fù)雜的激光脈沖序列，產(chǎn)生所需的量子關(guān)聯(lián)——糾纏態(tài)。

　　同時，實驗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)。而實驗中測得的數(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。

　　本文的第一完成單位是由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院微觀磁共振重點實驗室。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(jì)錄。