記者從(cong) 中國科學技術大學獲悉，該校杜江峰院士團隊與(yu) 合作者合作，首次製備了單原子和單分子之間的量子糾纏態，並且通過定量表征手段，確定產(chan) 生的量子糾纏超過臨(lin) 界閾值。研究成果日前在線發表在《自然》上。

　　目前有多種體(ti) 係可用於(yu) 探索實現量子傳(chuan) 感和量子信息處理。其中，分子作為(wei) 多個(ge) 原子組成的係統，原子集團可以轉動和發生振動，由此帶來獨特的屬性。因此分子可以處於(yu) 能量跨度相當大的不同量子狀態，狀態之間能量差別所對應的頻率可以從(cong) 接近零一直到達數百THz（每秒百萬(wan) 億(yi) 次）的光學頻率，因此分子可以作為(wei) 媒介，用於(yu) 匹配和溝通頻率迥異的不同量子係統，實現複合的量子體(ti) 係和信息處理平台。另外，極性分子之間可以產(chan) 生長程的相互作用，有利於(yu) 實現新型的量子信息處理平台，這樣的關(guan) 聯屬性在量子計算和一些量子精密測量中有重要應用。

　　研究人員通過在離子阱體(ti) 係束縛帶電的鈣原子和氫化鈣分子，使用激光調控製備出他們(men) 之間的糾纏態。當鈣離子的電子軌道狀態處於(yu) 基態，分子的轉動也在低轉動能量狀態的一種整體(ti) 狀態；同時可以“疊加”截然不同的另一種整體(ti) 態——前者處於(yu) 軌道的激發態，對應分子處於(yu) 高轉動能量的狀態。相反的激發配對也可以製備。基態和激發態可以存儲(chu) 量子信息，類似二進製的“0”和“1”，即量子比特。最後，通過觀察不同情況下原子和分子協同的狀態關(guan) 聯，可以整合所有信息成一個(ge) 範圍在0到1之間的值，超過0.5的閾值即表示糾纏態的出現。實驗中測得的數值在誤差範圍內(nei) 遠高出這個(ge) 閾值，表明糾纏態的產(chan) 生。

　　這項成果對於(yu) 未來考慮使用分子進行量子信息處理有重要推動作用。