量子纠缠研究新进展！祝贺中国科学家

发布时间：2023-09-07 10:00:22 所属栏目：动态来源：转载

导读： 　　量子纠缠是决定量子计算性能的重要技术。中国科学技术大学发布消息，该校潘建伟院士、苑震生教授等与清华大学马雄峰副教授、复旦大学周游副研究员合作，近期使用光晶格中束缚的超冷原子

　　量子纠缠是决定量子计算性能的重要技术。中国科学技术大学发布消息，该校潘建伟院士、苑震生教授等与清华大学马雄峰副教授、复旦大学周游副研究员合作，近期使用光晶格中束缚的超冷原子，通过多项创新技术制备出多原子纠缠态，实现大规模中性原子的制备与控制以及对它们的干涉是朝着开发新一代高效能光子电脑的重要进步。

　　量子纠缠是量子计算的核心资源，量子计算的性能将随纠缠比特数目的增长呈指数增长。因此，大规模量子纠缠态的制备、测量和相干操控是该研究领域的核心问题。在实现量子比特的众多物理体系中，光晶格中的超冷原子比特具备良好的相干性、可扩展性和高精度的量子操控性，成为实现量子信息处理的理想体系之一。

　　自2010年开始，中国科大研究团队系统研究了光晶格中原子的多体相变、原子相互作用、熵分布动力学等，并于2020年实现纠缠保真度为99.3%的1000多对原子纠缠态。但是，由于技术上对单原子比特的操控不足，光晶格相位漂移较大，缺乏多原子纠缠判定的有效方法，进一步连接纠缠对和测控多原子纠缠态遇到瓶颈。

　　为解决上述一系列问题，近期潘建伟、清华大学苑震生团队创造性地研发了具有一种新型的等臂交叉束干涉、高精度自旋非线性系统的依赖超晶格系统，并集成了自主研发的单格点分辨、宽波段消色差的量子气体显微镜和多套用于光斑形状编辑的数字显微镜，兼具多原子全局并行和局域单格点测控的能力，并实现了晶格相位长期稳定。

　　在此基础上，科研人员取得了填充率为99.2%的原子二维阵列的制备及原位观测，选择其中49对原子制备了纠缠贝尔态，平均保真度为95.6%，寿命为2.2秒。他们还使用纠缠门将相邻纠缠对连接起来，制备了10原子一维纠缠链和8原子二维纠缠块，首次突破了光晶格中原子纠缠对连接和多原子纠缠判定的瓶颈，为开展更大规模的光晶格量子计算和模拟打下基础。在这项研究中，科学家利用一种名为“超分辨”的技术，将光晶格的两个纠缠链进行了比较，发现它们之间存在明显差异。

（编辑：温州站长网）

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