激光助力“自旋”稳定 美国与以色列科学家推动量子技术突破 | 联合早报

近日，以色列和美国研究人员在《物理评论快报》上发表联合研究成果，首次提出一种利用激光束保护原子“自旋”不受干扰的新方法，为提升量子传感器、导航系统等关键技术的稳定性与实用性提供全新路径。

新华社报道，在量子技术中，原子内部的磁性取向（即“自旋”）是感知和存储信息的核心机制。然而，一旦原子相互碰撞或撞击容器壁，自旋便容易失去同步，出现所谓的“自旋弛豫”现象，进而导致信息丢失。这一问题长期限制量子设备的稳定运行。传统做法通常依赖极低磁场环境和复杂的磁屏蔽结构，以尽可能减缓信息丢失。但此次，来自耶路撒冷希伯来大学与美国康奈尔大学的科研团队发现，通过一束精确调控的激光照射原子气体，能有效减缓自旋衰减速度。研究团队以温热的铯蒸气为实验对象。结果显示，即便原子在不断碰撞或接触容器壁的情况下，这种激光技术仍能维持其“相干态”，即自旋保持同步。实验数据显示，自旋衰减速度降低约90%，并显著增强磁场感应灵敏度。

研究人员将这项技术命名为“光学保护”。它通过精细调整激光波长，使原子能级重新排列，从而促使自旋趋于一致，提升对外界干扰的抵抗力。与传统技术相比，这一方法无需低温环境或厚重磁屏蔽，结构更为简洁，操作也更高效。

耶路撒冷希伯来大学在新闻公报中介绍称：“就像数百个陀螺仪在一个盒子里高速旋转并不断碰撞，这束激光就像一名指挥家，让它们在激烈的环境中依旧保持和谐旋转。”

研究人员表示，这项成果证明，借助光与原子自旋之间的相互作用，有可能在更接近现实使用条件下，保持量子态的稳定。这为多种前沿应用打开了空间，包括量子磁力仪、无需卫星支持的导航系统、高精度定位设备及量子信息存储等。

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](https://www.bdggg.com/2025/zaobao/news_2025_07_06_964969) [量子飞跃百年回望

](https://www.bdggg.com/2025/zaobao/news_2025_01_12_732255) 值得一提的是，该技术可在“温暖环境”下运行，无需复杂的低温系统和精密磁控条件，未来在医疗成像、考古探测、航天导航等领域的应用前景同样被看好。