无损光学读取与操控环形里德伯原子
在基于里德堡原子阵列蓬勃发展的量子计算与量子仿真平台中,采用圆形里德堡原子的系统展现出独特优势。这类原子既具备里德堡态典型的强偶极-偶极相互作用特性,又拥有超长寿命。然而目前主要使用低角动量(ℓ)的激光可操控里德堡能级,因为圆形里德堡原子缺乏光学跃迁通道,导致其个体检测与操控存在困难。该研究团队通过构建混合平台突破了这一限制:将铷原子组成的逻辑激光囚禁圆形里德堡原子阵列,与临时激发至低ℓ里德堡能级的辅助铷原子阵列相结合。借助福斯特共振引发的辅助原子光激发阻塞效应,实现了对逻辑量子比特的量子非破坏测量;反之,通过激发辅助原子亦可对逻辑量子比特进行局域操控。这种双里德堡平台为量子计算与仿真开辟了崭新前景:它不仅为圆形原子体系引入了电路中途测量这一纠错必需技术,更显著的是,使研究人员能够获取长期量子仿真中的时间关联特性——这是圆形里德堡原子独有的研究维度。