德国量子物理突破：单原子捕获寿命延长至两小时

低温恒温器设计创新：无需复杂低温外壳的全光学通路

该方案的关键设计思路是：所有成像和光镊光学元件都放置在玻璃腔室之外，在室温空气中工作。这避免了使用必须耐受热收缩和超高真空环境的定制真空兼容、低温兼容物镜。玻璃腔室本身位于腔体的常温部分，只有真空腔体深处的冷指被主动冷却。

这意味着该系统保留了全光学通路，可以使用标准的商用高数值孔径物镜，代价是无法屏蔽室温黑体辐射。作者指出，这与未来用于里德堡态实验的室温微波屏蔽方案兼容。

走向包含数万个原子的无缺陷阵列

该论文明确指出，更长的陷阱寿命直接支持更大规模的排序阵列。由于排序时间随原子数量线性增长，而维持无缺陷阵列的概率随尺寸指数级下降，因此多小时的真空寿命为组装大型有序组态提供了充足时间。结合全光学通路带来的大视场物镜和高功率激光器，作者预测了一条通往包含数万原子，甚至可能超过10万个原子的无缺陷阵列的现实路径。

2. 柏林洪堡大学：利用表面力的混合纳米光子陷阱

柏林洪堡大学（Arno Rauschenbeutel教授团队）在2025年9月的预印本（arXiv:2509.17767）和后续发表于《自然·光子学》的论文中，展示了一种用于捕获冷铯原子的混合纳米光子陷阱。

工作原理

• 该陷阱利用表面力（卡西米尔-波尔德相互作用加上纳米光纤表面的静电电荷） 吸引原子，同时利用单一蓝移消逝激光场提供排斥力。
• 这取代了纳米光纤捕获原子通常需要的双色（红+蓝）偶极阱。陷阱极小值位于纳米光纤表面约650纳米处，阱深约1微开。

关键性能指标

• 原子存储时间： 140(9)毫秒——比标准的双色偶极阱更长，尽管混合陷阱要浅得多。
• 拉姆齐相干时间： 16.8(2)毫秒——比此前纳米光子波导陷阱提升了一个数量级以上，因为原子大部分时间处于弱光区域，从而减少了微分光移导致的退相干。

意义

这项工作表明，通常被视为必须最小化的表面力，可以被用作有用的工具来捕获原子。这简化了光学需求（需要更少的激光束），并大幅提高了相干性，使其有望用于量子存储器、量子网络节点及其他纳米光子量子器件。