大规模机械系统的量子基态是研究宏观量子态和构建高保真传感器的基础，随着最近实现的单运动模式的基态冷却，悬浮纳米颗粒已进入量子领域。为了克服有害的交叉耦合和退相干效应，量子控制需要扩展到更多的系统维度，但解耦暗模式的影响迄今为止阻碍了基于腔的多个机械模式的基态冷却。鉴于此，来自苏黎世联邦理工学院的Lukas Novotny等人展示了光学悬浮纳米颗粒的二维基态冷却。

文章要点：

1) 该研究通过将相干散射利用到光学腔模式中，成功将两个单独的质心模式的占据数分别减少到0.83和0.81；

2) 此外，通过控制纳米颗粒机械模式的频率分离和腔耦合强度，研究展示了从1D到2D基态冷却的转变，这种2D控制为用于旋转感测的量子有限轨道角动量状态奠定了基础，并且与前面所示的沿着第三运动轴的基态冷却相结合，可以实现对大质量物体的全3D基态冷却。

参考资料：

Piotrowski, J., Windey, D., Vijayan, J. et al. Simultaneous ground-state cooling of two mechanical modes of a levitated nanoparticle. Nat. Phys. (2023).

DOI: 10.1038/s41567-023-01956-1

https://doi.org/10.1038/s41567-023-01956-1