研究核心成果 - 中国科学技术大学研究团队首次在量子极限层面忠实地实现了爱因斯坦于1927年提出的“反冲狭缝”思想实验，终结了爱因斯坦与玻尔关于量子力学基础的世纪之辩 [1] - 该成果以编辑推荐形式发表于国际期刊《物理评论快报》，并获美国物理学会Physics栏目以“单原子的爱因斯坦狭缝”为题进行专题报道 [1] - 审稿人评价该工作是“对量子力学基础的重大贡献”、“一个漂亮的实验”、“一个百年思想实验的教科书式实现” [8] 实验方法与技术突破 - 研究团队利用光镊囚禁的单个铷原子作为“可移动狭缝”，并使用拉曼边带冷却技术将其制备至三维运动基态，使其动量不确定性下降至与单光子动量相当的水平 [5] - 通过灵活调节光镊囚禁势阱深度来改变原子狭缝的动量不确定度，并选定封闭循环跃迁以排除原子内态自由度干扰 [5] - 为实现稳定干涉，团队发展了主动反馈锁相技术，将原子荧光的干涉路径抖动控制到了纳米级别 [5] 实验观测与理论验证 - 实验观测到原子动量可调谐的干涉对比度渐进变化过程，证明了海森堡极限下的互补性原理 [1] - 随着光镊阱深增强，原子基态动量波函数变宽，光子与原子间纠缠度降低，从而光子干涉对比度提高 [7] - 在校准并去除由原子加热引起的经典噪声影响后，实验数据与原子处于完美基态时的光子干涉对比度高度吻合 [7] - 通过主动调控原子平均声子数，观察到声子数增多引起的干涉对比度下降，展示了系统从量子到经典的连续转变过程 [1][7] 技术应用与未来前景 - 该工作发展了高精度单原子操控、单原子-单光子纠缠和干涉等精密量子技术 [7] - 相关技术为未来实现大规模中性原子阵列、压缩态纠错编码奠定了重要基础 [8] - 该研究为进一步探索消相干和量子到经典过渡等基础问题奠定了基础 [8]

科学突破 - 澳大利亚和英国科学家团队提出一种新方法，可以同时精确测量粒子的位置和动量，重塑了量子不确定性[1] - 新方法的应用领域包括导航、医学和天文学，为未来超精密传感技术奠定了基础[1] - 相关研究成果发表在最新一期《科学进展》杂志上[1] 技术原理 - 该方法通过将不可避免的量子不确定性推到不关注的部分（如位置和动量的粗略大幅跳动），从而测量真正关注的微小变化[1] - 团队用钟表作比喻解释其发现：通过牺牲部分全局信息，将量子测量的精度集中在微小变化上，实现了对粒子位置和动量的同时高精度测量[1] - 这种测量理念被称为“模运算”[1] 实验验证与技术转化 - 团队利用先前为量子纠错计算机开发的技术，首次在实验中验证了这一策略[2] - 他们将囚禁离子制备为“网格态”，通过测量离子的微小振动，实现位置和动量的联合测量，精度超过传统经典传感器的“标准量子极限”[2] - 这是量子计算技术向传感技术的巧妙转化，让传感器在量子噪声干扰下也能捕捉微弱信号[2] 发展前景 - 这种测量仍处于实验室阶段，但为未来量子传感技术提供了新框架，既可与现有方法互补，也可能催生全新的应用领域[2] - 正如原子钟曾彻底改变导航与电信，极端灵敏的量子增强传感器也可能开辟全新的产业[2]