我國科研人員利用對稱性破缺實現(xiàn)偶極里德堡原子的量子調(diào)控

新華社武漢3月28日電（記者 李偉）高里德堡原子本身具有大的誘導(dǎo)電偶極矩，因此里德堡原子間存在強的偶極相互作用，這一特性在量子計算和量子信息處理方面有重要應(yīng)用前景。記者28日從中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所獲悉，我國科研人員利用對稱性破缺實現(xiàn)了偶極里德堡原子的量子調(diào)控。

偶極原子的量子態(tài)操控極其困難，為解決這一難題，中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所劉紅平研究員和清華大學(xué)物理系尤力教授展開合作研究，提出了一種利用對稱性破缺動態(tài)保全原子誘導(dǎo)電偶極矩方向的方案。

通常情況下，在原子的外場操控過程中量子態(tài)依然遵循絕熱演化規(guī)律，不利于原子間的偶極動力學(xué)操控。如果對電場中的原子再施加一個垂直磁場，原子原有的對稱性就會被破壞掉，原子的抗交叉程度也隨之顯著地弱化，使得在較慢的外場操控時間內(nèi)原子依然能從一個偶極狀態(tài)隧穿到具有同樣偶極極性的量子態(tài)，從而在相互作用調(diào)控前后保持原子的偶極極性不變。

基于武漢物數(shù)所良好的交叉場實驗平臺，研究團隊在實驗上觀測到了這一對稱性破缺增強的非線性朗道－基納隧穿效應(yīng)。對稱性破缺導(dǎo)致描述原子的基矢空間劇增，研究團隊提出了一種局域化的動力學(xué)研究方法，很好地復(fù)現(xiàn)了動力學(xué)物理圖像和實驗過程。這一研究結(jié)果近日發(fā)表在世界物理學(xué)頂級學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》上。