中国的科学团队已经成功地制造了可以延展的多原子纠缠状态

发布时间：2023-09-07 10:48:10 所属栏目：动态来源：

导读：最近，中国的科学家取得了重大进展，他们成功地创造了一种能够进行延展的多原子的纠缠状态，并且这一成果的平均纯净程度达到了95.6%，且保持了持续两秒钟的稳定性。

这项研究成果近日发表于《物理评论快报》(Phys

最近，中国的科学家取得了重大进展，他们成功地创造了一种能够进行延展的多原子的纠缠状态，并且这一成果的平均纯净程度达到了95.6%，且保持了持续两秒钟的稳定性。

这项研究成果近日发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)。据悉，该成果由中国科学技术大学潘建伟院士、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实现，向制备和测控大规模中性原子纠缠态迈出重要一步。

苑震生教授接受记者采访时说：“2.2秒是制备的每对原子纠缠态的寿命，指的是其保真度从100%降到37%时所用的时间。相同实验条件下，这个寿命越长，越有利于像搭积木一样把多对纠缠态连接到一起，组成一个大的纠缠态、同时还保持足够好的纠缠品质。”

量子纠缠是量子计算的核心资源，量子计算的能力将随纠缠比特数目的增长呈指数增长。因而，大规模纠缠态的制备、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物理体系之一。

自2010年开始，中国科学技术大学研究团队系统地研究了光晶格中原子的多体相变、原子相互作用等，并于2020年实现纠缠保真度为99.3%的1000多对原子纠缠态。这一系列研究实验室的工作为原子连接计算系统扩展成更大的同步加速器的多晶格原子纠缠态进而开展量子计算研究一步一个脚印地打下基础。

但是，在之前的工作中，由于技术上对单原子比特操控能力仍然不足、缺乏多原子纠缠判定等有效方法，进一步连接纠缠对和测控多原子纠缠态遇到了瓶颈问题。

为解决上述问题，潘建伟、苑震生团队研发了一种新型的超晶格系统，并集成实现了晶格相位长期稳定。在此基础上，该团队取得了填充率为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。

研究团队进一步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。

审稿专家认为，此工作向使用光晶格体系开展基于测量的量子计算迈出了重要一步。这一研究成果有望为解决量子计算的实际问题提供新思路，也为未来实现量子计算系统的快速部署奠定基础。

（编辑：聊城站长网）

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