光子连接实现纠缠较大的远处物体，助力超精确感测和量子通信的开发

2020年10月12日-哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所的研究人员纠缠了两个截然不同的量子物体-机械振荡器（振动介电膜），以及原子云，每个原子充当一个微小的磁铁。除了完全不同之外，这些对象还比经典的纠缠对象大得多，这为超精确感测和量子通信提供了开发潜力。

这些物体通过与光子物理连接而具有纠缠的能力。随着光子在两个物体之间移动，形成了相关关系，将物体的运动联系在一起。纠缠对象的相关运动比零点运动具有更高的精度-甚至在绝对零时发生的所有物质的残留不相关运动。

作为单个成分，原子可用于处理量子信息。膜和一般的机械量子系统可用于存储量子信息。

“量子力学就像是一把双刃剑。研究团队成员Michal Parniak说：“它为我们提供了很棒的新技术，但也限制了测量的精度，从经典的角度来看，这似乎很容易。

纠缠的系统即使彼此之间保持一定距离也可以保持完美的关联。自从100多年前量子力学研究开始以来，这种动力学就使研究人员感到困惑。

尼尔斯·波尔研究所的物理学教授尤金·波尔齐克说：“物体越大，它们之间的距离越远，它们之间的距离就越远，从基础和应用的角度来看，它们之间的纠缠就越有趣。”

光传播通过中心所示的原子云，然后落在左侧所示的SiN膜上。 与光相互作用的结果是原子自旋的进动和膜的振动成为量子相关的。 这是原子与膜之间纠缠的本质。 由Niels Bohr Institute提供。

光传播通过中心所示的原子云，然后落在左侧所示的SiN膜上。与光相互作用的结果是原子自旋的进动和膜的振动成为量子相关的。这是原子与膜之间纠缠的本质。由Niels Bohr Institute提供。

该技术具有在任何大小的振荡器中进行感测的潜力。激光干涉仪重力波天文台（LIGO）感应并测量由深空天文学事件引起的极微弱的波。这些波会摇动干涉仪的反射镜，尽管它们的灵敏度也受到零点波动的影响，但由于量子力学限制了灵敏度，因此可以感应到它们。

原则上，可能会产生LIGO反射镜与原子云的纠缠，从而以与研究小组实验中的膜相同的方式消除反射镜的零点噪声。研究人员正在进行示范实验以证明这一原理。