真空中光悬浮纳米粒子阵列的按需组装

实现大规模完全可控的量子系统是当前物理研究中的一项挑战性任务，并具有广泛应用。真空中光镊中的超冷原子和分子阵列已被用于量子模拟、量子计量和量子计算。最近，真空中单个光悬浮纳米粒子质心运动的量子基态冷却得到演示，为研究宏观量子力学和精密测量提供了前所未有的机遇。在这项工作中，我们在真空中创建了一个可重构的光悬浮纳米粒子阵列。我们的光悬浮纳米粒子阵列允许对单个纳米粒子进行完全控制以形成任意图案并探测其运动。作为一个具体示例，我们从一个阵列中选取两个无旋转信号的纳米粒子，通过将它们合并到一个陷阱中就地合成一个纳米哑铃。就地合成的纳米哑铃可以超过 1 GHz 旋转。我们的工作为研究宏观多体物理提供了新平台。