在傳統(tǒng)的信息處理過程中信息在不同物理載體之間進行處理、存儲和傳輸，物理載體攜帶的量子信息很有可能同樣進行基礎物理處理、存儲和傳輸過程。量子控制的分子能夠在較廣的頻率（千赫~吉赫~太赫）中傳輸量子比特相關信息。近日，中國科學技術大學林毅恒等對處于旋轉狀態(tài)的40CaH+分子離子和40Ca+原子離子內(nèi)部狀態(tài)之間實現(xiàn)了量子糾纏。作者采用量子邏輯光譜測試中的方法用于實現(xiàn)分子離子的純態(tài)初始化，激光操縱和狀態(tài)讀出。作者發(fā)現(xiàn)分子離子和原子離子通過Coulomb耦合運動量子相干過程實現(xiàn)了糾纏態(tài)的調(diào)控。在量子位頻率分別為13.4千赫或855吉赫茲中進行了測試，顯示了較好的分子量子位多功能性。將40Ca+和40CaH+共困（co-trap）在線性Paul trap中，通過激光冷卻方法對40Ca+進行冷凍，具體通過在共振頻率附近的激光對各種原子躍遷運動模式抑制，通過397 nm光抑制了分子離子在S1/2和P1/2態(tài)之間的運動，通過866 nm和854 nm的激光阻止D3/2和D5/2態(tài)。在各種運動被阻止后，通過電磁誘導透明冷卻制備基態(tài)軸向模式（0.36 mT的靜止磁場）和邊帶冷卻運動，為了實現(xiàn)邊帶冷卻通過滯后45 μs的729 nm激光誘導糾纏態(tài)。使用1051 nm的光纖激光器作為光源，并產(chǎn)生兩束850 nm的光頻梳激光。簡單來說，通過冷凍和激發(fā)，得到CaH+單維度的轉動態(tài)，隨后通過激光激發(fā)，使CaH+和Ca+之間產(chǎn)生可測的量子糾纏態(tài)，實現(xiàn)了Ca+原子躍遷到激發(fā)態(tài)，并對該糾纏過程測試。通過397 nm的激光和866 nm的激光檢測熒光信號，光電倍增管（a photomultiplier tube，PMT）檢測原子的光子散射信號。本文的工作展示了分子能夠通過量子調(diào)控方法在不同的頻段中進行量子信息傳輸，構建了復雜的量子傳輸系統(tǒng)。作者展望認為，這種對分子的量子調(diào)控方法可能應用在量子傳感器、基礎和應用物理學、量子控制化學中。Yiheng Lin, et al. Quantum entanglement between an atom and a molecule，Nature 2020, 581, 273-277DOI：10.1038/s41586-020-2257-1https://www.nature.com/articles/s41586-020-2257-1
