量子科技中心_量科网

发射体之间的长程相互作用会产生集体现象，包括超辐射、自旋压缩和相干性保护，这些现象对基础物理学和量子技术都至关重要。尽管冷原子领域取得了进展，但固态系综中尚未实现由腔中介的全连所有相互作用。本研究在耦合至微波谐振腔的171Yb3+:CaWO4晶体中展示了此类相互作用，在共振条件下观测到超辐射发射，并在色散区域观测到单轴扭转动力学。相同的相互作用还打开了一个多体能隙，抑制了非均匀退相干，将系综拉姆齐相干时间从数十微秒延长至毫秒量级，且无需使用去耦脉冲。这些成果为集体多体物理建立了一个固态平台，对量子技术具有直接影响。具体而言，观测到的单轴扭转动力学为自旋压缩（用于增强量子计量学）开辟了路径，而能隙保护带来的相干性延长对微波光子存储和精密测量均有重要意义。