新華社武漢１０月２７日電（記者李偉）中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所研究團隊利用里德堡態(tài)原子的偶極－偶極相互作用，成功實現(xiàn)了一個銣－８５原子和一個銣－８７原子的量子糾纏和基于這兩個原子的量子受控非門。國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報》近日發(fā)表這一成果。

理論推測，不同粒子間的量子糾纏廣泛存在于各種量子復(fù)合體系。操控不同粒子間的糾纏對于模擬和理解強關(guān)聯(lián)的多體相互作用體系、分數(shù)量子霍爾態(tài)以及多自旋相互作用體系中量子位相的傳輸?shù)龋加兄浅Ｖ匾囊饬x。而實驗實現(xiàn)兩個不同種粒子的量子糾纏是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的一步。

中國科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所詹明生研究員領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，在前期完成的異核單原子囚禁的基礎(chǔ)上，利用４８０納米和７８０納米的激光將銣原子相干激發(fā)到了到主量子數(shù)為７９的高里德堡態(tài)。

科研人員充分利用銣－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(xiàn)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(xiàn)了更為優(yōu)越的串?dāng)_抑制，更強的里德堡態(tài)原子間的偶極－偶極相互作用和更高效的里德堡阻塞。在此基礎(chǔ)上，首次實現(xiàn)了異核原子間的量子受控非門和量子糾纏。

這項工作不僅展示了異核體系在尋址和抑制原子間操作串?dāng)_方面的優(yōu)勢，推進了多組份原子的量子計算方案，而且為基于異核里德堡原子體系模擬復(fù)雜自旋相互作用模型鋪平了道路。該工作結(jié)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(chǔ)。

[責(zé)任編輯：楊凡、徐紅梅]

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