近日，中国科学技术大学的研究团队取得重要突破，成功构建出寿命达20分钟的“薛定谔猫态”，这一成果在量子精密测量中具有里程碑意义。该团队通过激光冷原子技术，制备了基于自旋的高维薛定谔猫态，实现了在量子态下超长的相干时间。
在量子精密测量领域，自旋进动通常用于探测磁场和惯性效应。高自旋薛定谔猫态在这种测量中具有显著优势，但要在实验中实现猫态，必须克服两个技术难题：如何在高维量子空间中精确控制幺正变换，以及如何保持足够长的量子相干时间。
团队在实验中利用光晶格技术，将镱-173原子的自旋囚禁在高稳定状态下，构建出由自旋投影为+5/2和-5/2的叠加态，即所谓的薛定谔猫态。通过控制激光脉冲诱导的非线性光频移，这种态在光晶格中实现了“无消相干子空间”，极大地降低了外部噪声的干扰，从而实现了高达20分钟的相干时间。
实验显示，该猫态不仅拥有增强的磁场灵敏度，还在量子相位测量上接近海森堡极限。这一成果为量子信息纠错、原子磁力计开发和探索新物理学开辟了新途径，将对未来量子技术的发展产生深远影响。
