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光亮日报北京6月19日电(记者齐芳、常河)量子计算机的研制是近年来各国剧烈竞争的科学和技术高地,在不同的实现路径中,我国科学家在超冷原子量子计算和模仿中取得了领先。18日,中国科学院发布,中国科学技术大学潘建伟、苑震生等在超冷原子量子计算和模仿研讨中取得主要进展——在理论上提出并试验实现原子深度冷却新机制的基本上,在光晶格中首次实现了1250对原子高保真度纠缠态的同步制备,为基于超冷原子光晶格的规模化量子计算与模仿奠定了基本。这一结果19日在线发表于学术期刊《科学》上。

潘建伟介绍,量子纠缠是量子计算的核心资源,量子计算的才能将随纠缠比特数目标增长呈指数增长。因而,大规模纠缠态的制备、测量和相关操控是该研讨领域的核心问题。而解决这个核心问题的首要条件,就是同步制备高品质纠缠粒子对。超冷原子是应用冷却手腕将原子制备到接近绝对零度的状况,应用其在低温状况下表示出的量子力学特征,实现规模化量子纠缠。光晶格是对超冷原子的一种把持方式。潘建伟说:“在实现量子比特的众多物理系统中,光晶格超冷原子比特和超导比特具备良好的可升扩大性和高精度的量子操控性,是最有可能率先实现规模化量子纠缠的体系。”

自2010年开端,中国科大研讨团队与德国海德堡大学合作,对基于超冷原子光晶格的可拓展量子信息处置展开结合攻关。

在最新的试验中,团队首次提出了一种新的制冷机制:使用交织式晶格构造将处在绝缘态的冷原子浸泡到超流态冷原子中,通过绝缘态和超流态之间高效力的原子和熵的交流,使体系中的热量重要以超流态低能激发的情势存储,再用精确的调控手腕将超流态移除,从而获得低熵的完善填充晶格。团队在试验中实现了这一制冷进程,制冷后使体系的熵降低了65倍,到达了创纪录的低熵,使得晶格中原子填充率大幅进步到99.9%以上。在此基本上,该团队开发了两原子比特高速纠缠门,获得了纠缠保真度为99.3%的1250对纠缠原子。

据介绍,在该研讨工作的基本上,研讨团队将通过衔接多对纠缠原子的方式,制备几十到上百个原子比特的纠缠态,用以开展单向量子计算和庞杂强关联多系统统量子模仿研讨。

《光亮日报》( 2020年06月20日 04版)



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