通过“重塑”空腔中两原子的波函数——去除不需要的函数部分以产生原子纠缠。

图片提供：S.Welte/德国马克斯•普朗克量子光学研究所

不带电的原子比带电的离子更容易被限制在光学腔中，但是因为难以用外部电磁场控制原子的运动，所以很难使其产生量子纠缠。目前，德国的研究人员已经研究出了一种使原子间产生量子纠缠的方法，使用光子去除原子的部分波函数。虽然研究团队仅仅使用不带电的原子进行了验证实验，但他们认为该方法同样适用于带电的离子。

德国马克斯•普朗克量子光学研究所的Stephan Welte及其同事们通过实验验证了于2003年首次提出的一种方法。将两个未产生纠缠态的相同原子限制在光学腔中，使用激光脉冲照射两原子，将它们独立激发至相同的激发态，该激发态是每个原子的基态和其自旋激发态之一的叠加态。其后，再用较弱的光脉冲照射到光学腔中，该脉冲在光腔内不断反射并与原子产生相互作用。此时腔内的光场将两原子与空腔联系在一起，并开始“重塑”原子的波函数。

研究人员可以通过观察从腔体反射出的弱光场的偏振态的变化来测量原子的量子态。如果原子处于量子态（无论是基态还是激发态），相同的光脉冲会去除波函数的相应部分。该过程需要进行两次才能去除波函数中未纠缠的部分，使两原子产生纠缠态。该团队证明，该方法可以使一对二能级原子产生四种最强纠缠态中的任何一个。

这项研究发表于《物理评论快报》。

来源： https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.118.210503

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