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2024-10-16 10:47:24

双物种原子阵列有望实现量子纠错

导读 《自然物理学》的一项研究实现了将铷(Rb)原子和铯(Cs)原子结合在一起的双物种里德伯阵列,以增强量子计算及其应用。在量子世界中,使用中性...

《自然物理学》的一项研究实现了将铷(Rb)原子和铯(Cs)原子结合在一起的双物种里德伯阵列,以增强量子计算及其应用。

在量子世界中,使用中性原子作为量子比特或量子位并非新鲜事。利用光镊(即聚焦的激光束)捕获中性原子,可以操纵原子进行存储和执行计算。

中性原子用于模拟量子模拟和数字量子计算。由于其可扩展性(高达数千个量子比特)、长相干时间(超过几秒)以及高保真量子操作的可用性,它们是基础研究和量子计算应用的一条有前途的途径。

然而,使用单一种类的中性原子进行量子应用面临着诸多挑战,例如中电路读出的实现(在量子电路中间的辅助量子位子集上进行的测量)以及辅助量子位和数据量子位之间的串扰,从而导致退相干。

芝加哥大学汉内斯·伯尼恩博士领导的研究小组通过使用两种不同的中性原子解决了这个问题。

Phys.org 采访了 Bernien 博士,询问他对探索这一特定研究领域的兴趣。他说:“我对测量在量子力学中的作用很感兴趣。当然,测量可以用来收集有关量子系统的信息,但也可以用来准备和操纵系统。”

这类系统中使用的原子称为里德伯原子,具有独特的性质。

里德伯原子

里德堡原子,就像研究中使用的那种,是电子被激发到高度激发态的原子。这意味着它们距离原子核很远。