基于自旋的测试量子引力路径

物理学的一个关键未解问题是如何正确地将引力（由广义相对论描述）与其他一切（由量子力学描述）相结合。这一问题暗示，广义相对论可能以及量子力学也需要根本性修正。大多数物理学家认为引力应该是量子的，但引力本质上与其他力不同，因为它唯一由时空几何描述。需要实验来测试引力（因此是时空）是量子还是经典的。我们提出一种实验方案，通过检查引力是否可以使两个微米级晶体发生纠缠来测试引力的量子本质。通过使用嵌入自旋和 Stern-Gerlach 力量创建每个晶体的宏观量子叠加来实现这一点。这类晶体可以是含有氮空位 (NV) 中心的纳米晶体。随后可以对这些自旋进行测量，以见证产生的引力纠缠。这基于大量理论可行性研究和量子技术的实验进展。最终的实验需要一个中等规模的联盟，能够获得优异的脱耦效果，包括振动和引力噪声。在本白皮书中，我们综述了实现这一目标的进展和计划。虽然在实施这些计划的过程中，我们将进一步探讨可能的宏观叠加极限，这将测试预测该极限的理论。