Nature-量子氣體顯微鏡
在量子資訊處理和量子多體實體學中，合成量子系統Synthetic quantum systems具有互相作用成分 ，并在基本現象中發揮着重要作用。随着冷卻和捕獲顯微成像技術的深刻變革，超冷極性分子集合已經成為極具前景的研發平台，并融合子了幾種有利的特性。主要包括具有長相幹時間和長程各向異性互相作用的大量原子内态internal states。這些特征，将有助于相關量子物質相的探索，例如拓撲超流體、量子自旋液體、分數陳省身絕緣體和量子磁體。對于了解其基本性質，探索這些相之間的相關性，是至關重要，這就需要開發新的實驗技術。
今日，美國普林斯頓大學（Princeton University）Lysander Christakis，Jason S. Rosenberg，Waseem S. Bakr等，在Nature上發文，報道了利用量子氣體顯微鏡，測量實作了限制在二維光學晶格中極性23Na87Rb分子的量子關聯位置分辨動力學。
利用兩個旋轉态，實作了具有粒子間偶極互相作用的自旋1/2系統，産生了量子自旋交換模型。還研究了空間各向同性和各向異性互相作用的非平衡自旋系統，在熱化過程中關聯的演化。此外，通過使用周期性微波脈沖，檢驗了從自然自旋交換模型設計的自旋各向異性海森堡模型的關關聯力學。
這些實驗推動了探測和控制超冷分子互相作用系統的前沿，有望探索量子物質的新機制，并表征對量子計算和計量學有用的量子糾纏态。
圖1：冷原子實作量子氣體顯微鏡 | Molecular quantum gas microscope。
圖2：旋轉态相幹性| Rotational state coherence。
圖3：XY自旋模型的關關聯力學 | Correlation dynamics in an XY spin model。
圖4：偶極互相作用的可調空間各向異性 | Tunable spatial anisotropy of the dipolar interactions。
圖5：各向異性海森堡模型的Floquet工程 | Floquet engineering of an anisotropic Heisenberg model。
