打破單個原子陷阱數(shù)量記錄，創(chuàng)造出無缺陷陣列！
【 打破單個原子陷阱數(shù)量記錄，創(chuàng)造出無缺陷陣列！】德國達姆施塔特理工大學(xué)一組研究人員打破了陷阱中單個原子數(shù)量的記錄，從而創(chuàng)造了一個沒有缺陷的陣列。在他們發(fā)表在《物理評論快報》上的研究論文中，研究小組解釋了他們是如何建立陷阱，以及他們計劃制造更大的陷阱。致力于建造一臺真正有用的量子計算機的科學(xué)家們相信，將中性原子捕獲在偶極子陣列中作為量子位元是必要的，此前在這樣的阱中捕獲原子的記錄是72個，在這項新的研究中，研究人員將新的記錄突破到了111。
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研究人員表示該方法也是可伸縮的，并且應(yīng)該可以用它來創(chuàng)建容納100萬個或更多原子的數(shù)組。為了創(chuàng)造陣列，研究人員從一團銣原子開始，在真空中由磁光阱固定。接下來，讓云中的原子冷卻。當達到100μKelvin時，被移動到使用數(shù)百個安排在正方形的激光阱構(gòu)建的微型帶陣列。在最初的階段，每個陷阱都包含幾個原子——他們使用碰撞封鎖將每個陷阱削減到只有一個或零原子。接著，創(chuàng)建了一個系統(tǒng)圖像，讓他們能夠識別哪些陷阱包含原子，哪些陷阱是空的。
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然后他們用光鑷在每個空阱中放置一個原子。一旦所有的空阱都被填滿，研究小組再次對陣列進行成像，以確保每個阱中只有一個原子。他們注意到，如果發(fā)現(xiàn)空槽，可以再次使用將單個原子添加到空槽的過程。其過程被用來創(chuàng)建一個10x10的二維原子方陣，一個105個原子棋盤陣列和一個由兩個連接在一起有111個原子正方形組成的方陣。目前正在建造一個可以容納1000個原子的陣列，研究人員表示建造更大陣列的唯一障礙是成本，由111個中性原子組成多功能目標模式的無缺陷陣列：
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構(gòu)建在微光學(xué)體系結(jié)構(gòu)的361個位點子集上，該體系結(jié)構(gòu)為單原子量子系統(tǒng)提供了數(shù)千個位點。通過快速連續(xù)地執(zhí)行多個裝配周期，大大增加了可實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)尺寸和成功概率。也實現(xiàn)了原子丟失后的重復(fù)目標模式重建和大規(guī)模系統(tǒng)中分布糾纏所必需部分原子簇的確定性傳輸。該技術(shù)將使組裝原子體系結(jié)構(gòu)超越量子優(yōu)勢的閾值，成為一種在量子傳感和計量、Rydberg-state介導(dǎo)的量子模擬和糾錯量子計算等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用的體系。
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參考期刊《arXiv》《物理評論快報》
Cite：arXiv:1902.00284v4
DOI: 10.1103/PhysRevLett.122.203601
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