“我科学家在超冷原子量子计算和模拟研究中取得重要进展”

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光明日报北京6月19日电(记者齐芳、常河)量子计算机的研制是近年来各国激烈竞争的科学和技术高地，在不同的实现路径中，中国科学家在超冷原子量子计算和模拟方面处于领先地位。 中国科学院18日宣布，中国科学技术大学的潘建伟、苑震生等在超冷原子量子计算和模拟研究方面取得了重要进展——理论上提出了原子深度冷却的新机制，在实验的基础上，首次在光晶格中同时制备了1250对原子高保真纠缠态 该成果于19日在线发表在学术杂志《科学》上。

潘建伟介绍说，量子纠缠是量子计算的核心资源，量子计算的能力将随着纠缠位数的增加而指数增长。 因此，大规模纠缠态的制造、测量和干扰控制是该研究行业的核心问题。 处理这个中心问题的主要条件是同时制造高质量的纠缠粒子对。 超冷原子利用冷却手段将原子调制成接近绝对零度的状态，利用低温状态表现出的量子力学特征，实现规模化量子纠缠。 光晶格是操作超冷原子的方法。 潘建伟说:“在实现量子比特的众多物理系统中，光晶格的超冷原子比特和超导比特具有良好的可扩展性和高精度的量子操作性，是最有可能实现规模化量子纠缠的系统。”

从2007年开始，中国科学大学研究小组与德国海德堡大学合作，对基于超冷原子光晶格的量子新闻解决展开了联合攻势。

在最新的实验中，团队首次采用交错光栅结构将处于绝缘状态的冷原子浸渍在超流态的冷原子中，通过绝缘状态和超流态之间的有效原子和熵的交换，将系统内的热量主要以超流态的低能激发的形式储存，通过精密的控制手段实现超流态 小组在实验中实现了这个制冷过程，制冷后系统熵降低了65倍，达到了创纪录的低熵，晶格中的原子填充率大幅提高到了99.9%以上。 在此基础上，该团队开发了双原子位高速纠缠门，得到了纠缠保真度为99.3%的1250对纠缠原子。

介绍了在这项研究工作的基础上，研究小组通过连接多对纠缠原子，制备几十到上百个原子位的纠缠态，开展单向量子计算和多与杂的相关多体系量子模拟研究。

光明日报》(年06月20日04版)