中科大在量子信息基礎研究中取得重要進展

根據中國科學技術大學發佈的消息，該校郭光燦院士團隊近期在量子信息基礎研究中取得重要進展。團隊成員李傳鋒、許金時、孫凱等人對多體量子導引的關係結構進行了實驗研究，首次觀測到多體量子導引的非單配性共享關係，即其中一方的量子態可以被另外兩方同時導引。這項研究成果於3月24日發表在國際知名物理學期刊《物理評論快報》上。

實驗結果表明，在三體量子系統中，一方的量子態可以被另外兩方同時導引，這種現象違背了傳統的單配性關係，證實了多體量子導引的共享性質。研究組通過對處於W態（一類多體糾纏態）的三體系統進行了充分的分析，展示了不同的量子導引架構。利用所證實的多體量子導引非單配性的共享關係，研究組進一步實現了三體真糾纏的實驗驗證。與常規方法相對比，這種檢測方法只需要更少的測量資源，展現了其高效性。

這項成果展示了量子導引在多體系統中豐富的關係結構，加深了對量子導引物理概念的理解，對量子信息基礎研究具有重要意義。同時該工作爲基於量子導引單配性的信息協議提供了全面的分析視角，在多用戶量子通信、量子網絡的搭建、多體糾纏檢測中都具有重要的應用前景。研究得到科技部、國家基金委、中國科學院、安徽省的支持。

中科大首次實現芯片集成的冷原子磁光阱系統

根據中國科學技術大學發佈的信息，該校郭光燦院士團隊與盧徵天教授合作，在芯片化冷原子系統上取得新進展。該團隊鄒長鈴課題組將獨立設計的磁場芯片與光柵芯片結合，實現了基於雙芯片的冷原子磁光阱系統。

研究團隊提出了一種全新的平面化磁場線圈構型，僅需一塊3cm×3cm的芯片即可產生磁光阱所需的四極磁場。基於中國科學技術大學的微納加工中心，他們自主設計和加工了相互匹配的磁場芯片與光柵芯片，並基於此成功地俘獲了超過106個低溫87Rb原子，證明了這個新穎構型的實用性。

這兩種芯片尺寸小，重量輕，功耗低，騰出了更多的光學窗口。他們的使用也非常方便，可以將兩塊芯片疊在一起，僅需用透明膠固定在真空的玻璃窗口外面，通過單束激光入射即可俘獲冷原子。其中，磁場芯片只需6.4W即可驅動，有望用便攜蓄電池供電，推動了小型磁光阱系統的進一步集成。

磁光阱作爲對原子蒸氣進行冷卻和俘獲的基本手段之一，在現代原子物理領域有廣泛的應用，是量子精密測量、量子模擬、量子計算等應用的必要基礎。然而傳統磁光阱系統在進一步的可擴展應用上受到一些制約。因此，如何實現小型化乃至芯片化的磁光阱系統吸引了國際上研究人員的廣泛興趣。其中，基於光柵芯片的磁光阱極大地簡化了傳統磁光阱中六束空間光的入射系統，體積小，重量輕，光窗口豐富，可擴展性高，在移動式量子精密測量系統、集成化量子計算系統中有強大的潛力。

這項研究成果以“Planar-integrated magneto-optical trap”爲題3月10日在線發表於國際學術期刊《Physical Review Applied》上。該項目受到了國家重點研究研發項目、國家自然科學基金、中央高校基本科研業務費專項資金和國家市場監管重點實驗室（時間頻率與重力計量基準）開放課題的資助。本工作相關成果已申請專利並已授權。（總檯記者 王寧）