近日，美国加州理工学院物理系教授Manuel Endres领导的研究团队在量子操控领域取得重要进展。他们利用“光镊”技术——一种基于激光的操控手段，实现了对单个原子的精确控制，并首次在超冷原子系统中创造出被称为“超纠缠”的新型量子态。
这项成果已于5月22日发表在国际权威学术期刊上（DOI: 10.1126/science.adn2618），标志着量子技术在操控精度与复杂度方面的显著提升，也为未来量子计算的发展提供了全新思路。
研究过程中，科研人员首先将锶原子冷却至接近绝对零度（约-273.15℃），然后使用由39束激光构成的光镊系统，逐个捕捉原子并排列成规则结构。为确保所有原子处于理想的量子基态，团队开发了一套高精度的激光识别与再冷却机制，用于检测并剔除不符合温度标准的原子。最终，阵列中99%的原子被冷却至仅比绝对零度高出数万亿分之一开尔文的极低能量状态。
在此基础上，研究人员同步调控了原子的电子状态与运动状态，成功实现两个原子之间的“超纠缠”。这种量子态意味着，即便两个原子被远距离分隔，它们在多个量子维度上依然保持紧密关联。这是首次在大质量粒子（如中性原子）中实现这一现象，此前仅在光子体系中有过类似观察。
项目成员Adam Shaw表示：“在这种纠缠状态下，原子间的量子关联非常稳定。就好比你和一位远在地球另一端的朋友，不仅会同时穿上颜色相同的袜子，还会自动选择不同材质。”
该研究成果也引起了其他量子物理专家的关注。有学者指出，此次实验中采用的纠错机制具有良好的兼容性，有望应用于现有量子计算架构。另有专家强调，原子的运动状态作为新的操控维度，或将在未来的量子科学研究中发挥关键作用。
研究团队表示，此次实现“超纠缠”只是量子操控探索的起点。他们认为，随着技术不断完善，类似的精密操控手段有望应用于高密度量子信息存储设备的研发，或将推动量子模拟技术向更高层次发展，用于探索未知的量子材料与现象。
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