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自由电子量子光学为在量子层面操控电子提供了一个多功能平台，在量子信息技术领域具有潜在应用价值。该研究团队提出了一种基于光栅的完全量子化自由电子量子光学架构——通过布洛赫-弗洛凯分析，光子和电子的相互作用可映射为杰恩斯-卡明斯模型和塔维斯-卡明斯模型。在此框架下，研究人员设计了基于无腔飞行电子的超快单量子比特与双量子比特门，能在实验可行的装置中实现通用量子计算。更广泛而言，该工作构建了一个探索自由电子量子光学并推动量子技术在模拟、传感和信息处理领域发展的研究平台。