中國(guó)科學(xué)家率先觀察到宇稱時(shí)間對(duì)稱 突破量子世界難題

《科技日?qǐng)?bào)》6月4日消息稱，記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，國(guó)際期刊《科學(xué)》近日刊登了該校杜江峰院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)的最新成果。他們?cè)谑澜缟鲜状斡^察到宇稱時(shí)間對(duì)稱。這個(gè)觀測(cè)方法及其過(guò)程突破了傳統(tǒng)量子體系中對(duì)量子系統(tǒng)的調(diào)控方法，加深了量子系統(tǒng)相互作用的理解，有助于人們更好地認(rèn)識(shí)微觀世界的奇妙性質(zhì)。

四方上下曰宇，往古來(lái)今曰宙。浩渺的宇宙中有無(wú)數(shù)普通或者奇妙的對(duì)稱性。而代表空間的宇和代表時(shí)間的宙，本身也是一對(duì)對(duì)稱性。如果物質(zhì)同時(shí)滿足時(shí)間和空間對(duì)稱，科學(xué)家就認(rèn)為他們滿足宇稱時(shí)間對(duì)稱。為了研究物質(zhì)的各種奇妙特性，科學(xué)家們會(huì)用各種方法調(diào)控出宇稱時(shí)間對(duì)稱狀態(tài)。

經(jīng)典物理世界中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)宇稱時(shí)間對(duì)稱狀態(tài)的調(diào)控。但是在量子世界，則是一個(gè)巨大的難題。量子力學(xué)的理論決定了實(shí)現(xiàn)量子體系中的宇稱時(shí)間對(duì)稱狀態(tài)路徑非常狹窄困難。打個(gè)比方，量子力學(xué)的世界里，小莉要變成一個(gè)和當(dāng)前的自己時(shí)間和空間都對(duì)稱的自己，需要走過(guò)一條荊棘遍地，狹窄泥濘的道路。作為一個(gè)赤手空拳的小姑娘小莉，幾乎是不可能完成的任務(wù)。

杜江峰院士實(shí)驗(yàn)室近年來(lái)一直專注于單自旋體系的量子控制研究。榮星教授和伍旸博士調(diào)控金剛石中的一個(gè)氮—空位缺陷中的電子自旋作為系統(tǒng)比特，他們巧妙地加入核自旋做為輔助比特，實(shí)現(xiàn)了電子自旋的宇稱時(shí)間對(duì)稱調(diào)控，完成了這個(gè)領(lǐng)域“零的突破”。聰明的物理學(xué)家們構(gòu)建出一個(gè)特殊的小世界，還造出了一個(gè)小明，小明牽著小莉的手，帶他走上一條完全不同的路，盡管這條路曲折離奇，但是隱含著對(duì)稱性。

杜江峰院士評(píng)價(jià)說(shuō)：“這項(xiàng)工作為進(jìn)一步研究非傳統(tǒng)量子體系所描述的新奇物理奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！?