量子糾纏是量子力學(xué)中最奇妙的現(xiàn)象之一。當(dāng)兩個或多個量子系統(tǒng)之間存在一種特殊的關(guān)聯(lián)時，我們就說它們是糾纏的。這意味著，即使我們把它們分開到很遠(yuǎn)的地方，它們的狀態(tài)仍然是相互依賴的。換句話說，測量其中一個系統(tǒng)的狀態(tài)，就會影響另一個系統(tǒng)的狀態(tài)，而不管它們之間有多遠(yuǎn)。

這種現(xiàn)象被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”，他認(rèn)為它是量子力學(xué)的不完備性的證據(jù)。但是，后來的實驗表明，量子糾纏是真實存在的，而且可以用于實現(xiàn)一些非常有趣的量子應(yīng)用，比如量子通信、量子計算、量子模擬和量子增強的測量。

那么，我們?nèi)绾沃圃炝孔蛹m纏呢？一種常見的方法是利用量子系統(tǒng)之間的相互作用，比如電磁相互作用。通過精心地控制這些相互作用的強度和時間，我們可以把量子系統(tǒng)從一個不糾纏的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一個糾纏的狀態(tài)，或者反過來。這就是所謂的量子門，它可以看作是量子邏輯運算的基本單元。如果我們能夠?qū)崿F(xiàn)任意的量子門，那么我們就可以構(gòu)建一個通用的量子計算機，它可以執(zhí)行任何量子算法。

但是，實現(xiàn)量子門并不容易。我們需要找到一種合適的量子系統(tǒng)，它既要有足夠長的壽命，又要能夠被有效地操控和測量。此外，我們還需要找到一種合適的相互作用，它既要足夠強，又要足夠可控。這些要求對于原子來說是比較容易滿足的，因為原子有很多可以用來存儲和操作量子信息的內(nèi)部態(tài)，而且可以用激光和磁場來控制它們。因此，原子已經(jīng)被廣泛地用于實現(xiàn)量子門和量子糾纏，甚至可以制造出包含數(shù)百個原子的糾纏態(tài)。

但是，原子并不是唯一的選擇。分子也有很多有趣的性質(zhì)，比如它們的振動和轉(zhuǎn)動態(tài)，以及它們的電偶極矩和磁偶極矩。這些性質(zhì)可以用來編碼和處理量子信息，而且可以提供一些原子所沒有的功能，比如實現(xiàn)更強的相互作用、模擬更復(fù)雜的量子系統(tǒng)、探測更微弱的信號，甚至進行一些基礎(chǔ)物理學(xué)的測試。因此，分子也被認(rèn)為是一個有前途的量子平臺，但是它們的實驗進展卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于原子。

為什么分子的量子控制這么難呢？主要的原因是分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比原子復(fù)雜得多，這使得它們很難被冷卻到足夠低的溫度，以及被精確地操控和測量。不過，近年來，物理學(xué)家們已經(jīng)取得了一些突破性的進展，比如利用激光來冷卻分子到亞毫開爾文的溫度，以及利用光鑷來捕獲和操作單個分子。這些技術(shù)為實現(xiàn)分子的量子門和量子糾纏提供了新的可能性。

最近，一篇論文報道了在一個可重構(gòu)的光鑷陣列中實現(xiàn)了分子的量子糾纏。這是第一次在單個分子的水平上實現(xiàn)了確定性的量子糾纏。這項實驗使用了氟化鈣（CaF）分子，它是一種雙原子分子，具有一個永久的電偶極矩。這個電偶極矩可以用來表示一個量子比特，也就是量子信息的最小單元。通過用激光來調(diào)節(jié)分子的電偶極矩的方向，我們就可以實現(xiàn)對分子的量子態(tài)的操控。而且，當(dāng)兩個分子靠得很近時，它們的電偶極矩之間就會產(chǎn)生一個相互作用，這個相互作用可以用來實現(xiàn)一個量子門，也就是把兩個分子從一個不糾纏的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一個糾纏的狀態(tài)。

這個實驗的關(guān)鍵技術(shù)是光鑷陣列，它是一種利用激光束來形成一系列的光學(xué)勢阱，可以用來捕獲和移動單個分子。通過改變激光束的位置和強度，我們就可以實現(xiàn)對分子的空間配置的可重構(gòu)控制，比如把兩個分子靠近或者遠(yuǎn)離，或者把一個分子從一個光鑷移動到另一個光鑷。這樣，我們就可以選擇任意的分子對，來實現(xiàn)它們之間的量子門和量子糾纏。