物理学家一直在努力提高原子钟的精度，原子钟是现存最精确的计时设备。实现更高精度的一个有希望的途径是利用时钟原子中的自旋挤压态。
自旋挤压态是纠缠的量子态，其中粒子协同工作以抵消其固有的量子噪声。这些状态为量子增强测量和计量提供了不可思议的潜力。然而，在光跃迁中以最小的外部噪声创建自旋压缩态一直是一项具有挑战性的任务。
由安娜·玛丽亚·雷伊领导的研究小组一直专注于利用光学腔来产生自旋挤压态。这些腔体由镜子组成，允许光线多次来回反射。在腔内，原子可以同步它们的光子发射，从而产生比单个原子单独产生的光亮得多的光。这种现象被称为超辐射。根据超辐射的控制方式，它可能导致纠缠或破坏所需的量子态。
在他们之前的工作中，Rey和她的团队发现，具有两个以上内部能量状态的多能级原子为利用超辐射发射提供了独特的机会。通过诱导原子相互抵消发射，它们可以产生不受超辐射影响的暗态。
现在，在最近发布的两项研究中，该团队揭示了一种方法，不仅可以在光学腔中产生暗态，还可以使这些状态自旋压缩。这一突破为产生纠缠时钟和推动量子计量学的界限开辟了令人兴奋的可能性。
研究人员发现了两种在原子中制备高度纠缠的自旋挤压态的方法。一种方法是用激光给原子通电，并将它们放置在称为鞍点的超辐射势上的特殊点上。在这些点上，原子重塑了它们的噪声分布并变得高度挤压。另一种方法是将超辐射态转移到暗态，利用原子接近曲率为零的亮点的特定点。
这些发现的迷人之处在于，即使在没有外部激光驱动的情况下，也可以保留自旋挤压。这种将压缩状态转换为暗状态不仅保持了降低的噪声特性，而且确保了它们的生存。
这些发现为量子计量提供了新的途径，可以进行更精确的测量并增强原子钟的能力。通过利用光学腔内的暗态和纠缠态，研究人员可以释放量子增强技术的潜力，并更深入地研究量子物理学的迷人世界。
