中国科学家替研制新型高性能量子计算机奠定基础

量子纠缠是实现量子计算的关键，它关系到整个系统的工作效率。

量子纠缠是量子计算的核心资源，量子计算的性能将随纠缠比特数目的增长呈指数增长。因此，大规模量子纠缠态的制备、测量和相干操控是该研究领域的核心问题。在实现量子比特的众多物理体系中，光晶格中的超冷原子比特具备良好的相干性、可扩展性和高精度的量子操控性，因此成为目前实现高性能量子信息处理的理想核心算法体系之一。

中国科大研究团队系统研究了光晶格中原子的多体相变、原子相互作用、熵分布动力学等，并于2020年实现纠缠保真度为99.3%的1000多对原子纠缠态。但是，由于技术上对单原子比特的操控不足，光晶格相位漂移较大，缺乏多原子纠缠判定的有效方法，进一步连接纠缠对和测控多原子纠缠态遇到瓶颈。

在此基础上，科研人员取得了填充率为99.2%的原子二维阵列的制备及原位观测，选择其中49对原子制备了纠缠贝尔态，平均保真度为95.6%，寿命为2.2秒。他们还使用纠缠门将相邻纠缠对连接起来，制备了10原子一维纠缠链和8原子二维纠缠块，首次突破了光晶格中原子纠缠对连接和多原子纠缠判定的瓶颈，为开展更大规模的光晶格量子计算和模拟打下基础。在这项研究中，科学家利用一种名为“超分辨”的技术，将光晶格的两个纠缠链进行了比较，发现它们之间存在明显差异。

（编辑：银川站长网）

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