美國JILA實驗室的研究人員提高了其“鑷子原子鍾”的信號功率(lǜ),並首次(cì)對性能進行(háng)了測量,證(zhèng)明該(gāi)“鑷子(zǐ)鍾(zhōng)”的穩定性已接近新一代原子鍾的最好水平。這種原子(zǐ)鍾使用(yòng)激光鑷子捕獲、控製和隔離原子,為利用量子物(wù)理提高鍾的性能(néng)以及量子信息處理、量子模擬和測量科學中的未來應用提供了獨特(tè)的可能性。該項成果發表在新一期《自然》雜誌上(shàng)。
研究人員通過比較鑷(niè)子鍾的兩個不同區域來(lái)測量其穩定性,其性(xìng)能接近JILA的3D鍶晶格鍾(通(tōng)過兩(liǎng)個光晶格鍾之間的(de)常規(guī)比對(duì)能夠驗證3D係統的穩定性)。
圖:JILA的鑷子鍾使用光鑷(niè)控製多個鍶原(yuán)子
研究人員稱,此項工作的重要突破是找到了(le)一(yī)種保(bǎo)持量(liàng)子相幹性(xìng)同時製備多個原子的方法,原子數比去年增加了30倍,足夠多的原子能夠實現自我比較和更長(zhǎng)相幹(gàn)時間的觀察。此(cǐ)外,結合了(le)可擴展性、相幹性(xìng)和單粒子控製的(de)方法,還為量子信息處理和模擬建立了體係。
像普通金屬鑷子一樣(yàng),激光鑷子可以精確控製單個原子。擁(yōng)有數百個原子的鑷子鍾具有信(xìn)號強和穩定(dìng)性高的特點,研究人員下(xià)一步還將把目標提高到上千個原子。
除計時之外,研究人員期待將鑷子平(píng)台用(yòng)於量(liàng)子計算和(hé)模擬以及可編程量子傳感器。光學鑷子可用來“糾纏”原子,“量子糾(jiū)纏”能夠提高鍾和(hé)傳感器(qì)的測量靈敏度,還可能用於量子邏輯運(yùn)算和量子處理(lǐ)模擬。
該項工作得到了美國軍研(yán)辦公室,美國空軍科(kē)學研究所,美國國防先進研究計劃署,JILA國家科學基金會(huì)物理前沿中心和美國(guó)國家標準與技術研(yán)究院(yuàn)(NIST)的支(zhī)持。
(譯:車(chē)薇娜 / 圖:JILA)
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更多>2018-10-12