实现了3,000量子比特相干系统的持续运行

中性原子是实现量子科学突破的理想平台,在量子模拟计算、精密测量、原子钟及量子网络等领域具有广阔前景。尽管原子损耗通常迫使这类系统只能以脉冲模式运行,但连续运行模式有望显著提升循环速率、消除测量瓶颈,并通过量子纠错实现深度量子线路演化。该研究团队在此展示了一种新型实验架构,该系统不仅能实现量子信息的相干存储与操控,还能对大规模原子阵列进行高速持续补填与运行。该方法采用两套光晶格传输带将原子储运至核心实验区,通过光镊技术实现每秒30万原子的补填速率,且不影响邻近存储量子比特的相干性。实验实现了每秒生成超3万个初始化量子比特,并成功构建并维持包含3,000个原子的阵列超过两小时。研究人员还验证了在保持存储量子比特量子态的同时,持续向阵列补填自旋极化态或相干叠加态原子量子比特的能力。这项成果为开发大规模连续运行的原子钟、量子传感器及容错量子计算机奠定了基础。

量科快讯