通过里德堡阻塞在光镊中快速制备单原子

持续补充的光镊阵列将利用中性原子量子比特解锁无限深度的量子电路。限制这些系统循环时间的一个关键瓶颈,是从最初装载了多个原子的光镊中移除多余原子。在传统的光辅助碰撞技术中,缓慢的碰撞动力学将移除多余原子的时间尺度限制在几毫秒。在此,该团队提出并演示了一种方案,可在微秒时间尺度上,利用光镊内的里德伯阻塞和自电离,从多占据的光镊中逐一选择性地移除一个原子。该团队在¹⁷¹Yb原子中,通过两种互补的机制演示了该协议。利用从基态进行的双光子里德伯激发,在64.8微秒内将多原子概率降低至1%,同时在58.2(2)%的光镊中保留单个原子,这与在相同实验条件下通过光辅助碰撞达到的填充率相当,但速度快了两个数量级以上。利用从亚稳态³P₀进行的单光子激发,单个原子损失减少,实现了高达74.8(3)%的填充率,但代价是需要在³P₀态中制备原子而增加额外的时间开销。最终的填充率受到一种未解释的双体损失机制的限制,如果这一机制得到解决,则可能实现快速、高效的装载。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-02 17:13

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