中国团队首次实现异核原子的量子纠缠，成果被《物理评论快报》发表

本文摘要：近日，中国科学院武汉物理与数学研究所宣告，由该所詹明生研究员领导的研究团队利用里德堡态原子的偶极-偶极相互作用，顺利构建了一个铷-85 原子和一个铷-87 原子的量子纠结和基于这两个原子的量子可控非门。詹明生研究员(公众号：)了解到，该研究成果的涉及工作早已于 10 月 18 日公开发表在《物理评论快报》上。 根据理论推断，有所不同粒子间的量子纠结普遍不存在于各种量子填充体系，还包括玻色-玻色混合体系、捕光复合物和光反应中心复合物构成的红藻系统等。

近日，中国科学院武汉物理与数学研究所宣告，由该所詹明生研究员领导的研究团队利用里德堡态原子的偶极-偶极相互作用，顺利构建了一个铷-85 原子和一个铷-87 原子的量子纠结和基于这两个原子的量子可控非门。詹明生研究员(公众号：)了解到，该研究成果的涉及工作早已于 10 月 18 日公开发表在《物理评论快报》上。

根据理论推断，有所不同粒子间的量子纠结普遍不存在于各种量子填充体系，还包括玻色-玻色混合体系、捕光复合物和光反应中心复合物构成的红藻系统等。操纵有所不同粒子间的纠结，对于仿真和解读强劲关联的多体相互作用体系、分数量子霍尔态以及多磁矩相互作用体系中量子位相的传输等都具有十分最重要的意义。

而通过实验构建两个有所不同种粒子的量子纠结是基础且关键的一步。在该推断的灵感下，研究团队展开了实验并获得成功。研究组许鹏副研究员和博士生曾勇等人在前期已完成的异核单原子拘禁的基础上，利用 480 纳米和 780 纳米的激光将铷原子相干激发到了到主量子数为 79 的高里德堡态。他们充分利用铷-85 和铷-87 在光谱频率上的差异，在原子间距在 3.8 微米时仍然构建了对单个原子的传输速率及完善操纵。

据理解，比起同种原子体系，他们构建了更加良好的串扰诱导，更加强劲的里德堡态原子间的偶极-偶极相互作用和更加高效的里德堡堵塞。在此基础上，他们首次构建了异核原子间的量子可控非门和量子纠结。

这项工作的意义是：它不仅展出了异核体系在传输速率和诱导原子间操作者串扰方面的优势，从而前进多组份原子的量子计算出来方案；而且为基于异核里德堡原子体系仿真简单磁矩相互作用模型铺平了道路。该工作融合原先的同种原子量子门操纵手段，奠下了多组份相互作用体系量子操纵的基础。

据理解，这项研究获得了科技部重点研发计划、中科院战略性先导科技专项和国家自然科学基金委项目的资助。而《物理评论快报》作为世界知名的物理学顶级学术周刊，它对该研究工作的公开发表也说明了这项成果早已获得国际接纳。原创文章，予以许可禁令刊登。下文闻刊登须知。

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