热强相互作用原子系统中测量诱导的非局域纠缠

量子技术利用纠缠来超越经典技术，并常采用强冷却与隔离以保护纠缠实体免受随机相互作用引起的退相干。本文表明，相反的策略——促进随机相互作用——可有助于生成并维持纠缠。我们利用光学量子非破坏测量在热碱金属蒸气中产生纠缠，该体系处于随机自旋交换碰撞主导的 regime。我们利用贝叶斯统计与自旋压缩不等式证明，参与原子中至少 $1.52(4)\times 10^{13}$ 个（共 $5.32(12) \times 10^{13}$ 个）进入了单态型纠缠态，这些纠缠态持续数十个自旋热化时间，并跨越最近邻距离的数千倍。结果表明，高温与强随机相互作用未必破坏多体量子相干性，集体测量可产生非常复杂的纠缠态，且当前用于极端原子传感的温热强相互作用介质非常适于超越标准量子极限的传感。