告别极低温:新悬浮技术为量子传感器实用化铺平道路
2025年10月16日 17:27 发布者:eechina
瑞士联邦理工学院(苏黎世)的研究团队在量子传感领域取得重要突破,通过激光悬浮技术成功观测到纳米玻璃球在室温环境下的量子振动,为开发高精度量子传感器奠定了实验基础。研究团队采用光学镊子技术,将三个直径仅为人类头发十分之一的玻璃纳米球悬浮于真空环境中。通过精确控制的偏振激光场,研究人员不仅抵消了重力影响,还成功将系统干扰降至最低。令人瞩目的是,该纳米团簇表现出显著的量子特性:其微弱的旋转振动频率高达每秒百万次,振幅仅为千分之几度,完美印证了量子力学预言的“零点涨落”现象。
实验数据显示,该系统实现了92%的量子纯度,这意味着绝大部分运动都源于量子效应。这一成就的突破性在于:首次在室温条件下实现了对微米尺度物体的高精度量子测量,摆脱了传统量子实验对极低温环境的依赖。
与常规量子实验通常研究单个原子或小分子不同,该纳米团簇由数亿个原子组成,为研究宏观物体的量子行为提供了理想平台。这种尺寸优势使其在未来的量子技术应用中更具实用价值。
这一成果为量子技术应用开辟了新途径。高纯度量子系统可用于研究引力与量子力学的关系,或开发探测气体分子和基本粒子的超灵敏传感器。在更远未来,此类技术可能革新医学成像,在强背景噪声中提取微弱信号,或开发不依赖卫星的导航系统。
该技术方案的优势在于系统相对简单、成本可控,且无需复杂的冷却装置,为量子技术的实用化开辟了更便捷的路径。
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