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捕鱼平台:基于超冷原子光学晶格的大规模量子计算和模拟

时间:2020/6/22 8:36:49   作者:   来源:   阅读:0   评论:0
内容摘要:在该校潘剑伟和袁振生提出并实验实现的深原子冷却新机制的基础上,首次在光学晶格中同步制备了1250对高保真度的原子纠缠态,为基于超冷原子光学晶格的大规模量子计算和模拟奠定了基础。最近,国际学术期刊《科学》以“第一轮”的形式在网上公布了研究成果,得到了评论家的高度评价。量子纠缠是量子...
在该校潘剑伟和袁振生提出并实验实现的深原子冷却新机制的基础上,首次在光学晶格中同步制备了1250对高保真度的原子纠缠态,为基于超冷原子光学晶格的大规模量子计算和模拟奠定了基础。最近,国际学术期刊《科学》以“第一轮”的形式在网上公布了研究成果,得到了评论家的高度评价。

量子纠缠是量子计算的核心资源,量子计算能力将随着纠缠比特数的增加而呈指数增长。因此,高质量纠缠粒子对的同步制备是实现大规模纠缠态的首要条件。然而,由于纠缠对的质量和量子逻辑门的控制精度,在实际量子计算和模拟人们所能准备的最大纠缠态距离所需的纠缠比特的数量和保真度上仍然存在很大的差距。

光学晶格过冷原子比特和超导比特具有良好的可扩展性和高精度的量子操控,是最有可能率先实现大规模量子纠缠的系统。该研究小组首次提出了一种新的冷却机制,利用交错晶格结构将处于绝缘状态的冷原子浸入超流态。


通过原子和熵在绝缘态和超流态之间的高效交换,系统中的热量主要以超流态低能激发的形式储存,然后通过精确的调控手段去除超流态,从而获得低熵的理想填充晶格。实验实现了这一制冷过程。制冷后,系统的熵减少了65倍,达到了创纪录的低熵,极大地提高了晶格中原子的填充率,达到99.9%以上。在此基础上,他们开发了一个双原子位高速纠缠门,获得了1250对纠缠原子,纠缠保真度为99.3%。


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