科学家设计出至今最强单原子控制系统

发布时间：2023-09-13 11:07:09 所属栏目：外闻来源：

导读：加拿大的研究人员创造了一种新的方式，通过它他们能够更精确地操控原子量级上的铌元素所组成的一个“量子位”。可靠地控制量子比特的能力，是实现未来功能型量子计算机的重要基础。

滑铁卢大学量子计算

加拿大的研究人员创造了一种新的方式，通过它他们能够更精确地操控原子量级上的铌元素所组成的一个“量子位”。可靠地控制量子比特的能力，是实现未来功能型量子计算机的重要基础。

滑铁卢大学量子计算研究所（IQC）此次使用小型玻璃波导去分离激光束并将它们聚焦到4微米，这大约是人类发丝宽度的4%。每个聚焦的激光束在其目标量子比特上的精度和程度都可并行控制，这是以前研究完全无法做到的。

新设计将串扰量（落在相邻离子上的光量）限制在非常小的相对强度上，研究人员称，这意味着它们可在不影响其“邻居”的情况下与任何离子“交谈”，利用这种极为灵活的离子量子比特控制系统，科学家和研究人员能够做到对每一个粒子的最大程度的掌控。

研究人员此次以钡离子为目标，钡离子在俘获离子量子计算领域越来越受欢迎，其具有方便操作的能量态，可用作量子比特的零能级和一能级，并用可见绿光进行操作。此前对其他原子进行相同操作时，往往需要更高能量紫外线，而现在研究人员不再受此局限，一些不适用于紫外线波长的商用光学技术也可使用了。

这种新波导芯片将单个激光束分成16个不同的光通道，然后将每个通道引导到单独的基于光纤的调制器中，调制器独立地提供对每个激光束的强度、频率和相位的敏捷控制，再使用一系列类似于望远镜的光学透镜，将激光束聚焦到其小间距。最终，相机传感器能精确测量并确认每个激光束的焦点。

这种强大的电子控制方法兼具了实用的简单与精确，因此显示出有效地操纵离子编码和处理高密度量子数据以及在量子模拟和计算中得到实施的前景。

（编辑：聊城站长网）

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