量子技术带来了更快的计算速度、更强的药物开发能力和新的传感应用。然而，量子行为很难通过实验研究，因为大多数系统只能维持很短时间的量子效应。量子物理的神秘特性之所以会迅速消失，是因为存在一种叫做退相干的过程。

莱斯大学的科学家及其合作者通过利用超冷温度和激光波长产生了一个“魔法陷阱”，可帮助延迟退相干的发生，从而将实验系统中的量子行为的时间延长了近30倍。这项研究是此类实验的首次展示，它为研究量子相互作用提供了一个新的舞台。

英国杜伦大学物理系Simon Cornish所在的团队与莱斯大学Hazzard所在的团队进行合作，通过将分子冷却到比室温低10亿倍的温度，创建了一个独特的量子力学系统。然后，他们利用微波辐射使这些分子以量子力学方式旋转——这种情况类似于分子同时处于顺时针和逆时针排列和旋转。

Cornish说：“当你把原子或分子冷却到这种极低的温度时，你就可以用光来控制它们。实际上，你可以用激光束来推动原子，让它们去你想要它们去的地方。你还可以用激光束来捕获或固定它们，这就使你的精确度和控制能力达到了一个在正常情况下不可能达到的水平。”

Hazzard团队的研究生Jonathan Stepp说：“系统越冷，量子行为就变得越突出，量子行为的长度尺度也越大。而具有合适波长的激光可以‘捕获’分子，使它们可以同步旋转，从而在较长的时间内保持量子相干性。”

当这个研究小组将这一理论作为一种新的实验技术应用于实验室时，他们创造出了一种“魔法陷阱”，可以使分子以量子力学方式旋转的时间大大延长。虽然Hazzard认为这种“神奇”的激光陷阱可能会将量子相干性提高两三倍，但他惊讶地发现该陷阱能使分子均匀的旋转近1.5秒——这整整延长了30倍。

Hazzard团队的另一名研究生Zewen Zhang表示，相干时间的提高将使科学家们能够研究有关量子物质相互作用的基本问题。他说：“随着相干时间的延长，新的效应就会表现出来。我们可以通过将实验测量结果与我们的计算结果进行比较来开始探索。相干性的提高也是将超冷分子应用于各种量子技术平台的一个关键步骤。”(编译:Tmac)