快科技11月7日消息，中國科技大學的團隊利用激光冷原子方法，制備成基于自旋的薛定諤貓態，具有超長相干時間，壽命達到了分鐘量級。

據介紹，在量子精密測量中，自旋進動是測量磁場、慣性等物理現象的有效探針，還可用于探索超越標準模型的新物理。

對于自旋進動的測量時，高自旋薛定諤貓態具有明顯優勢，但在實驗中，應用貓態存在兩大技術挑戰，一是如何在高維量子空間中實現幺正變換的高效操控，二是需要保持足夠長的量子相干時間。

中國科技大學研究團隊成功利用光晶格囚禁自旋為5/2的鐿-173原子，通過控制激光脈沖對原子誘導非線性光頻移，制備出由自旋投影為+5/2與-5/2兩個態組成的疊加態。

這兩個態的磁量子數相距最遠，它們的疊加態被稱為薛定諤貓態。

這種貓態具有增強的磁場靈敏性，同時在光晶格中感受到完全相同的光頻移，處于“無消相干子空間”中，從而對光晶格的強度噪聲和光斑形貌變化具有天然的免疫性。

實驗結果表明，該貓態的相干時間突破了20分鐘，并證實了接近海森堡極限的相位測量靈敏度。

這一成果，有助于提升對自旋進動相位的測量靈敏度，為原子磁力計、量子信息糾錯、探索新物理等開辟出新途徑。