使用亚稳态氦-3原子阵列的量子科学研究

可编程光镊阵列中原子的运动为中性原子量子科学提供了诸多新机遇。这包括分别用于费米子与玻色子模式资源高效实现的格点间/格点内原子运动,以及用于任意量子线路高效编译的光镊传输技术。然而原子惯性制约着上述三种用途及其他应用场景的原子运动开发。该研究团队提出了一套完整的架构蓝图,利用费米子态亚稳态氦-3原子(最轻的可囚禁原子物种)在可编程光镊阵列中实现创新应用,涵盖原子结构考量与里德堡介导相互作用的具体分析。研究表明,氦-3原子在光镊间的跳跃速度可比先前锂-6原子的演示快3倍以上。该工作还展示了一套直接在光镊势阱中编码与操纵量子比特的新工具包,这一特性由氦-3的轻质量独特实现。最后,团队列举了多个利用氦-3原子阵列传输与光镊间跳跃特性的费米子量子模拟与计算新机遇,这些工具不仅为提升中性原子量子科学资源效率提供了新方法,还可能实现玻恩-奥本海默近似之外的晶格规范场论与量子化学模拟。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-11 03:43

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