https://arxiv.org/pdf/2410.09331v1
当我们打开盒子观察猫的状态时，量子叠加态会坍缩，猫的状态从既是死又是活的状态变
为确定的死是活。此过程被称为波函数坍缩。
中科大少年班学院院长卢征天教授、合肥国家实验室研究员夏添发表在《自然·光子学》
的研究中宣布他们让原子量子叠加态保持了23分钟的新纪录。
研究团队用波长为1036nm、功率为16W的线性偏振光晶格雷射光束（束腰为20μm），在
魔术波长上捕获了大约 10000个Yb原子。原子首先在邻近腔室的磁光阱中被预冷并加载，
随后通过移动光学偶极阱沿x轴方向输送到测量室。
实验装置被四层磁屏蔽所保护，内置cos(θ)线圈在z方向上产生一个稳定均匀的1.24μT
磁场，以最小化外部磁场干扰。
他们使用与1S0(F=5/2)→1P1(F′=5/2)能阶跃迁共振的σ+偏振泵浦雷射脉冲，将原子初始
化到|F, F>拉伸态。接着用离共振的σ偏振控制雷射光束，沿x轴方向传播，透过调节非线
性交互作用（张量交流斯塔克位移）诱导自旋旋转。然后用与1S0(F=5/2)→3P1(F′=7/2)
能阶跃迁共振的σ+偏振探测光束测量|F, F>中的归一化布居数，利用光学晶格引入的差分
张量光移位进行状态选择性测量。
他们成功制备出了Yb原子的薛丁格猫态，该状态是具有自旋量子数5/2的原子核自旋投影态
m=+5/2和m=/2的量子叠加。这个猫态被保护在无退相干子空间中，对光晶格产生的非均匀
张量光移具有免疫力。这是因为光晶格的哈密顿量HP猫态密度矩阵ρcat和Ho都对易因此避
免了光场带来的退相干。这使得猫态实现了23分钟的相干时间，研究人员指出:透过改善真
空条件，猫态的寿命有望进一步延长以匹配其相干时间 ，同时还可以借助自旋回波技术来
进一步减少退相干效应。此研究也实现了0.12(1)nT的磁场测量灵敏度，比标准量子极限
0.22nT提高了约1.8倍，接近海森堡极限（HL）的0.10nT。
此研究可用于发展量子内存，并为量子运算中的错误修正提供必要的冗余度。此外这项
工作也为寻找自旋传感器提供了新的可能性。这个接近海森堡极限磁场测量灵敏度的猫态
不仅可用于高精度磁场测量，还可应用于寻找永久电偶极矩、检验洛伦兹不变性，以及探
索超出标准模型的新物理现象。