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我国科学家提出新方法 实现纳米尺度量子多体纠缠探测
2025年12月19日 16:08:05
来源：化工仪器网 点击量：4435
近日，中国科学技术大学教授王亚和北京师范大学副教授王评合作，在量子多体系统探测上取得重要进展，提出一种名为“多维关联压印”的全新方法，成功将难以直接观测的高阶量子关联信息“编码”至一个局域量子探针的噪声信号中，从而实现对复杂量子系统内部关联的间接高清探测，实现了纳米尺度量子多体纠缠探测，解决了现代物理学缺乏单粒子独立操控能力的复杂系统的探测的难题。
量子纠缠是量子力学中的一个重要概念。在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子纠缠。在经典力学里，找不到类似量子纠缠的现象，因此在量子力学的研究中，针对量子纠缠的研究受到了高度关注。
近日，中国科学技术大学教授王亚和北京师范大学副教授王评合作，在量子多体系统探测上取得重要进展，提出一种名为“多维关联压印”的全新方法，成功将难以直接观测的高阶量子关联信息“编码”至一个局域量子探针的噪声信号中，从而实现对复杂量子系统内部关联的间接高清探测，实现了纳米尺度量子多体纠缠探测，解决了现代物理学缺乏单粒子独立操控能力的复杂系统的探测的难题。
据悉，“多维关联压印”技术的核心思想是将一个无法直接测量的复杂多体系统与一个高度敏感的局域量子探针耦合。多体系统的复杂关联会作为独特的“印记”，“压印”在探针相对容易读取的时间涨落频谱上。通过解读这些频谱“密码”，便能反推出系统内部的多体关联特性。
在实际实验中，研究团队利用空间分辨率达纳米级的金刚石氮空位色心量子探针，成功重构了其周围核自旋环境的三阶关联。并且通过分析关联累积量的谱结构，可以直接可视化量子纠缠的建立过程，这为探测纠缠这一奇特的量子资源提供了新途径。
目前该方法展现出的巨大潜力为未来量子学领域的研究提供了新的思路与方向，随着技术的不断推进，相信这项技术会为推动量子科技发展注入强劲动力。
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