中国团队实现光晶格量子计算机的里程碑！

光子盒研究院

由八个和十个超冷原子组成的量子力学纠缠组为基于光晶格的量子处理提供了重要的示范。

据专家称，被捕获在光学晶格（一种由激光产生的捕获点组成的周期性阵列）中的超冷原子有可能被用来执行量子计算，而且应该是可扩展的。但直到现在，研究人员仍未能完成一个关键步骤：一次将两个以上的原子进行量子力学纠缠。

8月18日，研究成果以“Scalable Multipartite Entanglement Created by Spin Exchange in an Optical Lattice”为题，发表在《物理评论快报》上。
在8月18日发表的文章中，中国科学技术大学潘建伟和他的同事们以高可靠性纠缠了由十个原子组成的一维链和由八个原子组成的二维原子团。该团队还展示了以单原子分辨率对原子状态的控制和成像。
这些结果表明，基于光晶格的量子处理器所需的几种构件现在已经实用化。
在此之前，潘建伟团队已经在一个包含 2000 多个铷原子的系统中纠缠了原子对。在那次实验中，他们使用了一种二维晶格，该晶格的每个晶格位点都有两个捕获位置——即所谓的超晶格(superlattice)。

在2016年发表在《自然·物理学》的研究中，潘建伟团队测量了超晶格中贝尔态（一种量子纠缠态）的生成。
这次，为了纠缠更多的原子，研究人员再次使用了超晶格。他们还使用了其他技术：量子气体显微镜(quantum gas microscope)和三个数字微镜器件(digital micromirror devices)——即具有高空间精度的空间光调制器。这些工具为研究小组提供了所需的单原子分辨率，以便在这些实验所涉及的 100 多个原子组中创建并验证多达 10 个原子组的同时纠缠。

实验设置和纠缠生成草图

十体纠缠态(Ten-body entangled state)
展望未来，量子计算机最终将需要单原子分辨率，这样设备才能操纵单个量子比特并读取它们的值。
参考链接：[1]https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.073401[2]https://physics.aps.org/articles/v16/s122[3]https://www.nature.com/articles/nphys3705

相关阅读：

每周一到周五，我们都将与光子盒的新老朋友相聚在微信视频号，不见不散！

|qu|cryovac>

你可能会错过：|qu|cryovac>

|qu|cryovac>