本报讯 12月23日，中国科大郭光灿院士团队在冷原子超分辨成像研究中取得重要进展。该团队李传锋、黄运锋、崔金明等人在离子阱系统中实现了单个离子的超分辨成像，成果发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

冷原子系统，包括离子阱中囚禁的离子和光场中囚禁的原子等，是研究量子物理的理想实验平台，也是进行量子模拟、量子计算和量子精密测量实验研究的重要物理系统。冷原子系统中的核心实验技术之一是高分辨单粒子成像。近十年来，冷原子系统的显微成像技术飞速发展，涌现出了量子气体显微镜、光镊原子阵列、高分辨率囚禁离子成像等先进技术。

在本实验中，研究团队借鉴经典成像领域的受激耗尽超分辨成像方法(STED)，结合冷原子系统的原子量子态初始化和读取技术，首次在离子阱中实现了单个冷原子（离子）的超分辨成像。实验结果表明该成像方法的空间分辨率可超越衍射极限一个量级以上，利用数值孔径仅为0.1的物镜即可实现175 nm的成像分辨率。

本实验技术可扩展到冷原子系统的多体和关联测量，并对其他冷原子系统具有很好的兼容性，可应用于光晶格、中性原子光镊以及冷原子-离子混合系统等。审稿人高度评价该工作：“清晰地展现了迈向单原子量子运动态的直接动力学测量的重要一步，并在多体纠缠系统具有应用前景”；“本工作的提出和实现，填补了此前缺失的精密测量原子位置的重要工具，有潜力对高频运动的单个运动量子实现空间分辨”。论文共同第一作者是中科院量子信息重点实验室钱忠华博士和崔金明副研究员。       （量宗）