引力诱导纠缠实验方案的最优形状因子

量子力学与引力之间的界面仍是一个未解问题。精密测量的最新进展表明，探测振子系统中引力诱导的纠缠可以为引力的量子本质提供关键证据。然而，热退相干对系统参数施加了严格约束。为了产生纠缠，机械频率 $\omega_m$、耗散率 $\gamma_m$、环境温度 $T$、振子密度 $\rho$ 以及由振子几何形状与排列决定的形状因子 $\Lambda$ 必须满足特定约束。该约束是噪声模型所固有的，被认为是普适的，且无法通过量子控制来改善。鉴于进一步优化 $\omega_m$、$\gamma_m$、$\rho$ 和 $T$ 的困难，优化 $\Lambda$ 可以放宽对这些参数的约束。在本工作中，我们证明了形状因子具有上确界 $2\pi$，揭示了振子系统的基本极限。我们提出了逼近该上确界的设计，比典型的球形振子高出近一个数量级。这种优化可以放宽实验约束，使基于引力诱导纠缠的量子引力验证更接近实现。