德國研究基金會（DFG）宣布將繼續(xù)為德國物理技術(shù)研究院（PTB）和萊布尼茲大學(xué)的“合作研究中心1227-設(shè)計量子物質(zhì)態(tài)”（DQ-mat）–計量應(yīng)用和基礎(chǔ)物理測試的生產(chǎn)，操控和檢測”項目提供未來四年約920萬歐元的經(jīng)費支持。該項目第一階段開始于2016年7月1日，第二階段將于2024年6月31日結(jié)束。

在此項研究中，科學(xué)家們突破傳統(tǒng)物理學(xué)的限制，研究包括量子糾纏和疊加現(xiàn)象的量子力學(xué)世界。了解量子效應(yīng)的原理為人們目前使用的激光器和導(dǎo)航系統(tǒng)等多種技術(shù)的發(fā)展鋪平了道路。

圖：PTB光晶格鐘在絕對零度以上幾毫開爾文的鍶原子放射云

目前，對單個原子或分子組成的量子系統(tǒng)的了解和操控已經(jīng)非常成熟。現(xiàn)在，研究人員打算將研究范圍擴(kuò)展到更大的交互系統(tǒng)。研究人員認(rèn)為，研究多粒子效應(yīng)能夠幫助研發(fā)原子鐘或原子干涉儀等量子傳感器，從而實現(xiàn)前所未有的精度和分辨率來測量加速度。研究人員還打算將多粒子效應(yīng)的研究擴(kuò)展到基礎(chǔ)物理測試的新領(lǐng)域，其中包括有關(guān)自然常數(shù)可能發(fā)生變化的問題和暗物質(zhì)尋找。

目前，第一階段的研究已經(jīng)奠定了重要基礎(chǔ)，研究人員將在接下來的四年中繼續(xù)開拓相關(guān)領(lǐng)域。他們用耦合光場測試了新傳感器，開發(fā)了新的冷卻程序以簡化量子模擬器，向著用離子構(gòu)建量子計算機(jī)的目標(biāo)邁出了寶貴第一步。這些研究將有助于更好地理解新應(yīng)用領(lǐng)域中的物理基礎(chǔ)。

此外，合作研究中心正通過名為“foeXlab”的課外學(xué)校實驗室項目對公眾進(jìn)行量子物理學(xué)的科普。借助foeXlab，能夠為學(xué)校提供用于干涉測量的真正量子光態(tài)實驗站。foeXlab已成功融入德國漢諾威的教育領(lǐng)域，包括中學(xué)生實驗課程、希望獲得教學(xué)資質(zhì)的教師培訓(xùn)和高校學(xué)生培訓(xùn)。

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