近日，来自美国加州理工学院的研究团队在《科学》杂志上发表了一项重要研究成果，首次在超冷原子系统中实现了“超纠缠”态。这项成果意味着人类对原子量子特性的控制能力迈上了新台阶，或将为量子计算以及探索基础物理问题的量子模拟提供全新思路。
自上世纪90年代以来，科学家一直在尝试使用激光与电磁力将原子冷却至极低温状态，但此前的实验中总存在一些相对温暖的原子，或因实验条件微小偏差而引入热量。
此次研究中，研究人员借助由激光构建的“光镊”技术，成功将中性锶原子阵列冷却到接近绝对零度，并首次将原子的运动状态纳入量子信息编码体系之中，把原本被视为干扰因素的热运动转化为可用资源。
具体操作中，他们使用了39束特定波长的激光光束（即光镊），逐个操控并冷却原子。通过精确探测和主动修正温度偏高的原子，使高达99%的原子达到“极冷”状态。这种全新的方法甚至优于目前最先进的激光冷却技术。
接着，研究人员将这些处于极低温状态的原子激发成类似钟摆的振荡模式，其振幅约为100纳米，并进一步将两个振荡状态叠加，形成量子“叠加态”。这就好比一个孩子在秋千上同时受到两位家长从相反方向推动，在宏观世界难以实现，但在量子尺度却真实存在。
在此基础上，研究团队将这些“摆动”的原子两两之间建立纠缠关系，不仅使其运动状态同步，还实现了它们内部电子能级状态的一致性，从而构造出“超纠缠”态。
在普通纠缠态中，即使两个粒子相隔遥远，它们依然保持联系。而在“超纠缠”态下，一对粒子的多个属性也会彼此关联。如果将基本纠缠态比喻为两个远隔千里的朋友在同一天点了相同的奶茶，那么“超纠缠”态就像是他们不仅选择了同样的饮品口味，连甜度和加冰也完全一致。
这是科学界首次在具有质量的粒子（如中性原子或离子）中实现“超纠缠”态，此前该现象仅能在无质量的光子中观察到。这一突破不仅提升了单个原子可承载的量子信息容量，也为更紧凑、高效的量子计算与量子存储提供了坚实基础。
以上就是超冷原子中首次实现“超纠缠”态的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！
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