量子暗态在降噪方面具有优势

虽然原子钟已经是宇宙中最精确的计时设备，但物理学家正在努力进一步提高其准确性。一种方法是利用时钟原子中的自旋压缩状态。

自旋压缩态是纠缠态，系统中的粒子共同抵消其固有的量子噪声。因此，这些状态为量子增强计量学提供了巨大的机会，因为它们允许更精确的测量。然而，几乎没有外部噪声的所需光学跃迁中的自旋压缩态很难准备和维持。

产生自旋压缩状态或压缩的一种特殊方法是将时钟原子放入光学腔中，光学腔是一组镜子，光可以在其中来回反射多次。在空腔中，原子可以同步其光子发射，并发射出比任何一个原子单独发出的光都要亮得多的光，这种现象被称为超辐射。根据超辐射的使用方式，它可能会导致纠缠，或者相反，它可能会破坏所需的量子态。

在之前的一项研究中，JILA 和 NIST 研究员 Ana Maria Rey 和 James Thompson 合作完成，研究人员发现多能级原子(具有两个以上的内部能态)通过诱导原子抵消彼此的排放并保持黑暗。

现在，在《物理评论快报》和《物理评论 A》上发表的两篇新论文中报道，雷伊和她的团队发现了一种方法，不仅可以在空腔中创建暗态，而且更重要的是，使这些状态旋转挤压。他们的发现可能为生成纠缠时钟提供非凡的机会，从而以一种令人着迷的方式推动量子计量学的前沿。