量子计算泰山北斗——中性原子量子处理器

近年来，中性原子成为建立量子计算机的一匹黑马。量子计算机将利用量子物理定律来解决某些重要计算问题，比任何传统计算机都更有效。在中性原子量子处理器中，原子被悬浮在超高真空中，通过被称为光镊的紧密聚焦激光束阵列进行悬浮。研究人员已经实现了包含超过100个碱原子的阵列，并使用较小的阵列执行量子算法。现在，他们正在研究具有两个价电子的原子阵列的新型量子信息处理和测量功能，包括周期表第二列的碱土原子以及具有类似性质的其他原子，如镱。 碱土原子光镊阵列在量子计算和精密计时方面显示出巨大潜力，它们可以编码具有长相干时间的新型量子位，并作为最先进的原子钟。在未来，它们可能帮助研究人员实现量子误差纠错的容错协议，并利用大规模量子纠缠进一步提高原子钟性能。 在光镊陷阱中，聚焦激光束的电场在原子中诱导出一个小的极化，使其向陷阱中心的最大强度区域拉近。研究人员可以根据需要拖动原子，或者将其固定在位，用其他激光器或微波脉冲激发特定的原子跃迁。在中性原子量子处理器中，研究人员可以通过将入射激光束分成许多束，通过强大的显微镜物镜聚焦到玻璃真空单元中，生成光镊阵列。研究人员可以独立控制每个原子的精确位置，快速重新配置阵列，并量身定制每个光镊的捕获潜力。