中科大在超冷原子光晶格量子計算領(lǐng)域取得進(jìn)展
最近,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事苑震生、陳宇翱等在國際上首次實現(xiàn)了對光晶格中超冷原子自旋比特糾纏態(tài)的產(chǎn)生、操控和探測,向基于超冷原子的可擴(kuò)展量子計算和量子模擬邁出了重要一步。該研究成果以研究長文的形式發(fā)表在《自然-物理學(xué)》(Nature Physics 12, 783 (2016), doi:10.1038/nphys3705)上。 迄今為止,已有很多實驗演示了操控多個量子比特進(jìn)行信息處理的可行性。盡管如此,至今這些演示性實驗中所能操控的糾纏態(tài)的比特數(shù)僅是十個左右,而未來實用化的量子計算體系需要同時操控大量、數(shù)以幾十計乃至上百的量子比特。所以,可拓展量子信息處理目前仍在物理和技術(shù)上面臨重大困難,其中最關(guān)鍵的問題是如何產(chǎn)生和測控大量量子比特的糾纏態(tài),并進(jìn)一步開展容錯的量子計算。 國際著名物理學(xué)家、諾貝爾獎獲得者Anthony Leggett在他的《二維中的物理學(xué)》講義中指出,隨著近年來超冷原子量子調(diào)控技術(shù)的發(fā)展,囚禁在光晶格中的超冷原子成為解決這個關(guān)鍵問題的理想體系之一。在該體系中,成千上萬的超冷原子在極低溫下通過量子相變被確定性地制備到每個格點有且只有一個原子比特的人工晶體上,為可拓展的糾纏態(tài)產(chǎn)生提供大量的量子比特資源;同時,超冷原子量子比特的相干時間可以達(dá)到秒的量級,并具有優(yōu)異的可操控性。 |