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我國科學(xué)家實(shí)現(xiàn)納米尺度量子多體糾纏探測
2025年12月18日 09:29:23
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：1981
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授王亞和北京師范大學(xué)副教授王評合作，在量子多體系統(tǒng)探測領(lǐng)域取得一項(xiàng)重要進(jìn)展。
量子多體系統(tǒng)由大量相互作用的量子粒子組成，廣泛存在于凝聚態(tài)物質(zhì)、冷原子體系及分子系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)內(nèi)部存在復(fù)雜的“高階量子關(guān)聯(lián)”或“量子糾纏”，是理解超導(dǎo)、超流、拓?fù)湮飸B(tài)等量子現(xiàn)象的關(guān)鍵。然而，這類關(guān)聯(lián)通常難以直接測量，尤其是當(dāng)系統(tǒng)處于納米尺度時(shí)，傳統(tǒng)探測手段往往面臨分辨率不足或干擾系統(tǒng)本身狀態(tài)的困境。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授王亞和北京師范大學(xué)副教授王評合作，在量子多體系統(tǒng)探測領(lǐng)域取得一項(xiàng)重要進(jìn)展。他們提出一種名為“多維關(guān)聯(lián)壓印”的創(chuàng)新方法，首次實(shí)現(xiàn)了對納米尺度中高階量子關(guān)聯(lián)的高精度間接探測。
研究團(tuán)隊(duì)提出的“多維關(guān)聯(lián)壓印”方法，巧妙地將復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)部的高階量子關(guān)聯(lián)信息“編碼”到一個(gè)局域量子探針的噪聲信號中。該探針僅與系統(tǒng)局部相互作用，通過測量探針噪聲的多維關(guān)聯(lián)特性，即可反推出原系統(tǒng)內(nèi)部的多體糾纏信息。
這一方法的核心在于利用噪聲而非直接信號作為信息載體。噪聲中通常包含系統(tǒng)相互作用的統(tǒng)計(jì)信息，通過設(shè)計(jì)特定的耦合與測量協(xié)議，研究者成功將目標(biāo)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)特征“壓印”至探針的噪聲譜中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)間接但高分辨率的探測。
研究團(tuán)隊(duì)通過理論建模與模擬驗(yàn)證了該方法的可行性，展示了其在納米尺度系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。該方法不僅避免了對被測系統(tǒng)的強(qiáng)干擾，還顯著提高了探測的信噪比與空間分辨率，為在原子尺度上研究量子多體物理提供了全新工具。
相關(guān)成果Nanoscale Detection of Many-Body Entanglement via Multidimensional Correlation Imprinting于近日在線發(fā)表于《物理評論快報(bào)》。
參考來源：中國科學(xué)報(bào)
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