近日，記者從杭州電子科技大學獲悉，該校教授孔嘉及巴塞羅那光子科學研究院、巴斯克大學的研究人員在高溫原子糾纏上取得突破，在190°（463開爾文）熾熱、無序原子氣體中成功制備并觀測到了前所未有的大尺度原子糾纏態，糾纏原子的數目高達10的13次方，刷新世界上迄今為止的最高記錄。相關成果發表在《自然通訊》。

封裝著銣金屬和氮氣混合物的玻璃氣室的照片。該氣室將被加熱到450開爾文的高溫，使得銣金屬蒸發為游離態的原子氣體，充滿了整個氣室。

糾纏原子云的示意圖，其中黃藍線條表示一對原子間的糾纏

糾纏的制備，好比建立人與人之間的默契。在經過統一訓練的戰友之間，比較容易培養出這種默契。相比之下，若要在自由散漫的普通人之間培養出“心有靈犀”的默契極具挑戰。具有熾熱和無序特性的熱原子氣體就好比自由散漫的普通人，而擁有統一化一運動秩序的冷原子則為井然有序的軍人或戰士。二者區別類似于白熾燈和激光的區別。

“不難想象，在‘戰士’冷原子氣體中，更容易制備和維持糾纏等量子關聯特性，而想要在‘散漫的’熱原子氣體中建立量子關聯便要面臨更多的挑戰。”孔嘉解釋到，且考慮到原子隨著溫度升高越來越猛烈的碰撞因素，想要在熱原子氣體中維持量子特性更是難上加難。“因而以往的量子糾纏相關的技術和應用多在冷原子或低溫環境下來實現，這大大限制了糾纏的用武之地。”

“糾纏態能否在如此熾熱無序的熱原子氣體制備和維持，是一個有待解決的難題，如果能得以解決勢必有著廣闊的應用前景。”孔嘉舉例，比如目前最靈敏的原子磁力計——SERF（無自旋交互馳豫）磁力計，正是以100-200攝氏度的高溫原子為傳感介質的。而我們研究的高溫原子糾纏與SERF磁力計所采用的傳感介質和工作環境完全相同，證實了糾纏態可用于高溫的量子傳感和精密測量。

“這一結果令人驚訝，與我們通常對糾纏的期望完全相反。”巴塞羅那光子科學研究所的 Morgan Mitchell教授如是說。據了解，孔嘉教授等人的這一基礎研究成果，有望在量子計算、量子通信和量子傳感（例如磁場探測）等方面獲得廣泛應用。

Morgan Mitchell教授則表示，希望這種大尺度的糾纏態能夠提升傳感器的靈敏度，包括在大腦成像、自動駕駛汽車以及暗物質探測等應用中實現更好的傳感性能。