用于质量无关大空间叠加的引力-抗磁作用力

制造大质量空间量子叠加（如薛定谔猫态），其中质量与叠加尺寸在 $10^{-19}-10^{-14}$ kg 和 $\Delta x \sim 10~{\rm nm}-100~\mu {\rm m}$ 范围内，是一项挑战性任务。迄今所用方法要么依赖波包展宽，要么依赖量子辅助系统（如单自旋依赖力），其标度与质量成反比。本文中，我们提出一种结合引力加速度与抗磁排斥在较短时间内产生大空间叠加的新方案。在首先通过斯特恩-盖拉赫（SG）装置等技术产生 $1~\mu {\rm m}$ 的初始 modest 空间叠加后，我们将展示：利用地球引力加速度及随后纳米晶体的抗磁排斥散射（二者均不依赖物体质量），可在不到 $0.02$~s 内使波包间空间叠加尺寸提升约 $10^{2}-10^{3}$ 倍（$1~{\rm \mu m}\rightarrow 980~\mu {\rm m}$）。最后，波包轨迹可被闭合以观测空间干涉条纹。我们的发现凸显了结合引力加速度与抗磁排斥来创建和操控大空间叠加的潜力，为制造宏观量子叠加提供了新见解。