利用单一超表面直接生成包含78400个光镊的阵列
可扩展性始终是构建实用化容错量子计算机的主要挑战。目前主流量子平台实现的量子比特数量级在数百至数千个之间。对于原子阵列系统而言,可扩展性主要受限于光学镊子阵列的生成能力——传统声光偏转器或空间光调制器技术难以突破约1万个镊子的规模上限。这些方法还需额外显微镜物镜将光束聚焦至微米量级光斑,进一步增加了系统集成与扩展的难度。该研究团队通过超表面实验演示了280×280个光斑的光学镊子阵列,规模达到现有系统的近十倍。该超表面利用大量亚波长相位调控像素重构入射光波前,既可实现大规模镊子阵列生成,又能直接聚焦形成微米级光斑而无需显微镜辅助。这一成果将原子阵列系统的扩展瓶颈从镊子生成硬件转移至可用激光功率维度。此外,该阵列展现出超过90%的优异强度均匀性,能满足均匀单原子装载需求,为近期实现万原子级囚禁阵列奠定了技术基础。
量科快讯
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