最近看到NIST的Winland组成功的在四离子阱系统中的声子模之间制备出 了量子纠缠态。这是一个很有意思的工作，因为在声子系统中制备纠缠态以及其它非经典态一直是量子物理学家的梦想。当然，现在这个梦想只是实现了一部分。人 们的最终梦想是在微机械振子系统中制备出纠缠态来。为了达到这个梦想，人们正在努力的冷却机械振子的振动模，希望能够把声子数降低到0。
我们也曾经想过这个问题，但发现理论上几乎无法做什么，主要困难来自实验。实际上，振子的质量因子直接限制了其作为量子存储器的功效。目前机械振子 的质量因子最高值在10^5到10^6之间，声子的相干时间只是微秒量级以下，即使声子模的平均声子数只有0，也是如此。这个时间尺度比对振子状态进行探 测所需的时间还短，因此根本无法完成实验。对离子阱系统来说，其振子的质量因子Q实验上超过10^10，声子相干时间达到毫秒乃至秒的量级，是一个比较好 的量子存储器。因此，首先在离子阱系统中观察到声子间的纠缠态也就是一个顺理成章的事情。
为了提高微机械振子的质量因子，有人（应该是Peter Zoller）提出用光势阱（电势阱？）束缚那个纳米级别的振子。把振子悬在真空中，能够极大的减小阻尼，增大振子的品质因子。不过这个设想暂时还只是一 个梦想，有什么样的光电势阱能够束缚这样一个介观物体呢？最近一个有关Casimir力的实验也许为这个设想铺平了道路：人们终于在实验中看到了Casimir斥力。我个人认为利用Casimir斥力有可能把微机械振子束缚到半空中，提供一个比较高Q值的振子势阱。事实是否如此，还需要理论计算以及实验验证。
update: 我再解释一下Q与振子相干时间的关系。
Q实际上就是零温时声子产生后在衰减前的振动周期数。如果声子接触的热库温度是T，那么声子的相干时间正比于Q/T。当T不变时，我们只有增大Q，才能获 得更长的相干时间。目前用液氦冷却等办法，可以把环境温度降低到1K附近。即便如此，对Q值只有10^5的微机械振子来说，相干时间也只在1微秒。用光学 手段对机械振子测量所花的时间也在微秒两级。任何量子态都无法从机械振子中读出来，也无法储存进去。而对Q值达到10^10以上的离子阱系统来说，声子相 干时间在0.1秒以上。这是一个非常好的量子系统，声子的量子态存储时间很长。
Jost, J., Home, J., Amini, J., Hanneke, D., Ozeri, R., Langer, C., Bollinger, J., Leibfried, D., & Wineland, D. (2009). Entangled mechanical oscillators Nature, 459 (7247), 683-685 DOI: 10.1038/nature08006
有及：最近有实验表明，微球也可以被光势阱捕捉和束缚住。在这个光机械系统中，机械振子Q也能够超过10^10，因此理论上也是可能在这个系统中制备出机械振子的量子纠缠态的。
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