日前，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽、陳明城等人組成的研究團隊，利用光鑷囚禁的量子基態單原子，首次完整地實現了1927年愛因斯坦和玻爾爭論中提出的“反沖狹縫”量子干涉思想實驗，觀測到了原子動量可調諧的干涉對比度漸進變化過程，証明了海森堡極限下的互補性原理，並展示了從量子到經典的連續轉變過程。相關成果近日發表於國際學術期刊《物理評論快報》。

在1927年的第五屆索爾維會議上，愛因斯坦為挑戰玻爾提出的互補性原理，在雙縫干涉實驗中，設計讓單光子通過一個可移動的狹縫。愛因斯坦認為，單光子會給狹縫一個極微弱的反沖動量，若能測出這一反沖即可知道光子的路徑，而只要狹縫位置足夠精確，干涉條紋仍可保留。這一思想實驗被視為量子力學最深刻的悖論之一。過去近百年，由於技術條件等限制，這一巧妙的思想實驗仍停留在“思想”層面。

據悉，在本次研究工作中，研究團隊在量子極限條件下實現了最靈敏的“可移動狹縫”。實驗結果表明，隨著光鑷阱深增強，原子受到的空間限制更強，根據海森堡不確定性原理，其基態動量波函數將更寬。所以經過光子反沖后，原子動量波函數的重疊度增加，導致光子與原子間的糾纏度降低，從而使得光子干涉對比度提高。此外，在實驗中觀察到的干涉對比度下降，部分是由原子加熱（經典噪聲）引起。研究團隊校准和去除這一經典噪聲影響后，實驗數據與原子處於完美基態（量子極限）時的光子干涉對比度高度吻合。研究團隊還實現主動調控原子平均聲子數，觀察到由聲子數增多引起的干涉對比度的下降，展現了系統從量子到經典的過渡。

研究團隊告訴記者，該研究工作在愛因斯坦和玻爾關於量子基礎的爭論近百年之后，首次利用基態單原子作為對單光子動量敏感的“可移動狹縫”，不僅在量子極限層面實現了愛因斯坦思想實驗，而且發展了高精度單原子操控、單原子-單光子糾纏和干涉等精密量子技術，為未來實現大規模中性原子陣列、壓縮態糾錯編碼，以及進一步探索消相干和量子到經典過渡等基礎問題奠定了基礎。（記者常河、丁一鳴）

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