量子信息处理是一种复杂的现象,涉及量子计算和量子模拟,专注于解决各种难题,如模拟多体系统、大数分解和理解凝聚态系统,这些问题对于当今的经典计算机来说是不可能实现的。Wu 等人 (2021) 。超冷里德堡原子的控制和操纵为量子信息处理提供了一条有希望的途径 Saffman 等人 (2010) 。量子计算是通过量子门操作执行的。这种量子门操作的基本要求是开发可扩展和高保真度量子比特系统平台,该系统可以按照 DiVincenzo 标准高效地执行长算法操作 DiVincenzo (2000) 。具有高主量子数 n 的里德堡原子具有非凡的特性,例如按 n 4 缩放的长距离偶极-偶极相互作用和
Browaeys, A., & Lahaye, T. (2020). 具有单独控制的里德堡原子的多体物理。《自然物理》,16(2),132-142。
摘要:单原子催化剂具有有趣的催化活性,用于依靠表面反应(例如电化学能量储存,催化和气体传感器)的应用。但是,此类催化剂的常规合成方法需要在真空系统中延长高温退火,从而限制了它们的吞吐量并增加了其生产成本。在此,我们报告了超快的闪光热冲击(FTS)诱导的退火技术(温度> 2850°C,<10 ms的持续时间,渐变/冷却速率约为10 5 k/ s),该技术在环境空气环境中运行,以制备单个固化的N型N型N型石素。三聚氰胺被用作N兴奋剂来源,可提供热能良好的金属 - 氮键位,导致单个金属原子的均匀且高密度的原子分布。证明了FTS方法生产的单原子稳定的N掺杂石墨烯的实际实用性,我们展示了它们的化学气体感应能力和电催化活性。总体而言,空气室,超快和多功能(例如Co,Ni,Pt和Co-ni Dual Metal)FTS方法为高通量,大面积和无真空制造的单原子催化剂提供了一般途径。关键字:强烈的脉冲光,光热效应,环境空气过程,单原子,n掺杂S
两级系统(量子比特)和量子谐振子在这一物理学中发挥着重要作用。量子比特是信息载体,而振荡器充当将量子比特连接在一起的存储器或量子总线。将量子比特与振荡器耦合是腔量子电动力学 (CQED) 和电路量子电动力学 (Circuit- QED) 的领域。在微波 CQED 中,量子比特是里德堡原子,振荡器是高 Q 腔的一种模式,而在电路 QED 中,约瑟夫森结充当人造原子,扮演量子比特的角色,振荡器是 LC 射频谐振器的一种模式。
合作目标 量子计算机有望超越传统计算机的容量,并彻底改变计算的多个方面,尤其是量子系统的模拟。我们开发了使用量子计算机研究强相互作用粒子在碰撞中的演化、引力系统的量子行为以及时空出现的新方法,这些方面超出了传统计算的范围。我们的目标是设计与这些问题相关的通用量子计算机的构建模块,并开发与系统规模合理扩展的算法。
里德堡原子拥有远离原子阳离子的高度激发价电子。[1,2] 与基态原子相比,它们表现出夸张的特性,例如非常大的电偶极矩,这可以促进与宏观外部场甚至来自附近粒子的微观电磁场的强烈相互作用。这些相互作用可以通过静态电场或磁场、激光或微波场来控制,使里德堡原子系统成为实现可控量子多体模拟器的理想选择。过去几十年来,在中性原子系统方面取得了令人瞩目的实验进展,包括超冷原子气体的制备[3,4]、单原子的高分辨率成像[5,6]、可重构光镊阵列中单个原子的捕获[7-9],高激发里德堡态的迷人特性被令人信服地揭示出来,使其成为最受欢迎的中性原子量子信息处理 (QIP) 平台。大量 QIP 涉及量子计算和量子模拟,旨在解决传统计算机难以解决的复杂问题。为实现量子计算和量子模拟而寻求的物理候选物范围包括
摘要 具有里德堡介导相互作用的单个原子组装阵列为多体自旋哈密顿量的模拟以及基于通用门的量子信息处理的实现提供了强大的平台。我们展示了在微透镜产生的可重构几何多点陷阱阵列中首次实现里德堡激发和受控相互作用。我们利用原子逐个组装来确定性地制备预定义的铷里德堡原子二维结构,这些结构具有精确已知的相互分离和可选择的相互作用强度。通过调整几何形状和所讨论的里德堡状态,可以访问从弱相互作用到强耦合的参数范围。我们表征了 57D 5 / 2 状态下非相互作用原子簇的同时相干激发,并分析了实验参数和局限性。对于利用 87D 5 / 2 状态优化的里德堡阻塞配置,我们观察到集体增强的拉比振荡。
对于 v = 2 状态,其电子密度达到近 7 × 10 − 16 cm 2,而对于 v = 2 状态,其电子密度达到 4 . 5 × 10 − 16 cm 2 [ 24 ]。注意