arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日__

arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日

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arXiv:2310.18242v2 [quant-ph] 2024 年 9 月 16 日

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引言：里德堡原子中的电子可以被激发到非常大的主量子数[1-3]。由此产生的大偶极矩和极化率会导致特殊效应，如偶极阻塞：在特定体积内，由于前述偶极相互作用，一个以上的原子激发到里德堡态受到抑制[4]。相反，当激发激光与共振频率负向失谐时，会发生反阻塞或促进效应：单个初始激发会在相邻原子中引起更多的激发[5]。将阻塞和促进效应结合起来可以为里德堡原子网络中激发的相干操控提供灵活的方案[6，7]。里德堡原子网络的固有物理特性和相干原子操控方面的卓越技术[8-10]为量子模拟器和更广泛的量子技术提供了丰富多彩的工具箱[1-3，11-17]。里德堡网络还为量子信息处理器提供了有希望的基础[18-20]。我们的方法受到了原子电子学的启发，它封装了超冷原子的属性，通过不同形状和强度的激光场创建电路[21-25]。特别是，诸如原子电子晶体管和冷原子开关之类的原子器件已经被提出[26-28]并实现[29]。执行经典模拟或数字计算的另一个重要构建块是二极管。与电子器件一样，原子电子二极管也是通过将掺杂的导电冷原子系统组合在一起而提出的 [ 21 , 30 , 31 ]。在这里，我们展示了如何利用上述对里德堡激发的控制来构想特定的原子电子器件，其中动力学涉及里德堡激发而不是物质。激发的转移和控制是通过促进机制进行的，其中原子的激发态通过范德华相互作用结合适当选择的频率失谐在相邻原子中诱导激发。通过将这个想法应用于不同的网络，

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