中新網(wǎng)合肥8月18日電 (楊保國 吳蘭)記者18日從中國科大獲悉，該校潘建偉院士及其同事在國際上首次實(shí)現(xiàn)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(jì)算和量子模擬邁出了重要一步。

國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然·物理學(xué)》近日以研究長文的形式報(bào)道了這項(xiàng)重要研究成果。

近十幾年來，量子研究領(lǐng)域被廣泛關(guān)注，已有很多實(shí)驗(yàn)演示了操控多個(gè)量子比特進(jìn)行信息處理的可行性。但迄今這些實(shí)驗(yàn)中所能操控的糾纏態(tài)的比特?cái)?shù)僅在十個(gè)左右，而未來實(shí)用化的量子計(jì)算體系需要同時(shí)操控幾十乃至上百個(gè)量子比特。因此，可拓展量子信息處理目前仍面臨重大困難，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(cuò)的量子計(jì)算。

中國科大研究團(tuán)隊(duì)與德國海德堡大學(xué)合作，自2010年開始對基于光晶格可拓展量子信息處理研究展開聯(lián)合攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了對超晶格中左右格點(diǎn)及兩種原子自旋等自由度的高保真度量子調(diào)控，并開發(fā)了光學(xué)分辨約為1微米的超冷原子顯微鏡，對這層晶格中的原子進(jìn)行高分辨原位成像。

通過以上關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技術(shù)的突破，研究團(tuán)隊(duì)首次在光晶格中并行制備并測控了約600對超冷原子比特糾纏對，邁出了面向可升級(jí)量子計(jì)算的重要一步。

《自然·物理》審稿人認(rèn)為，“這一工作為產(chǎn)生更大的多粒子糾纏態(tài)并進(jìn)行基于測量的量子計(jì)算鋪平了道路”。

潘建偉等超冷原子光晶格量子計(jì)算研究獲重要進(jìn)展

圖文簡介

潘建偉院士及其同事在國際上首次實(shí)現(xiàn)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(jì)算和量子模擬邁出了重要一步。