詹明生組在國際首次實現兩個異核原子的量子糾纏—新聞—科學網

2020-12-04 科學網

 

 

兩個異核原子的量子糾纏

 

近日，中國科學院武漢物理與數學研究所詹明生研究員領導的研究團隊利用裡德堡態原子的偶極-偶極相互作用，成功實現了一個銣-85原子和一個銣-87原子的量子糾纏和基於這兩個原子的量子受控非門，相關研究成果發表在《物理評論快報》上。

 

理論推測，不同粒子間的量子糾纏廣泛存在於各種量子複合體系，包括玻色-玻色混合體系、捕光複合物和光反應中心複合物組成的光合系統等。操控不同粒子間的糾纏對於模擬和理解強關聯的多體相互作用體系、分數量子霍爾態以及多自旋相互作用體系中量子位相的傳輸等都有著非常重要的意義。而實現兩個不同種粒子的量子糾纏是基礎且關鍵的一步。

 

該研究組許鵬副研究員和博士生曾勇等人在前期完成的異核單原子囚禁的基礎上，利用480納米和780納米的雷射將銣原子相干激發到了主量子數為79的高裡德堡態。研究人員充分利用銣-85和銣-87在光譜頻率上的差別，在原子間距在3.8微米時依然實現了對單個原子的尋址及完備操控。相比同種原子體系，他們實現了更為優越的串擾抑制，更強的裡德堡態原子間的偶極-偶極相互作用和更高效的裡德堡阻塞。在此基礎上，研究人員首次實現了異核原子間的量子受控非門和量子糾纏。

 

據介紹，該工作不僅展示了異核體系在尋址和抑制原子間操作串擾方面的優勢，從而推進多組份原子的量子計算方案；而且為基於異核裡德堡原子體系模擬複雜自旋相互作用模型鋪平了道路。同時，該工作結合原有的同種原子量子門操控手段奠定了多組份相互作用體系量子操控的基礎。該研究得到了科技部重點研發計劃、中科院先導專項和國家自然科學基金委項目的資助。

 

 

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