德国科学家实现100多个单原子量子系统的无缺陷组装

    10月17日消息， 成立于1877年的德国达姆施塔特工业大学研究人员实现多达111个单原子量子系统多用途目标模式的无缺陷组装。其研究成果发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上，该发现可能会推动组装原子架构超越量子优势的门槛，为量子科学和技术的新突破铺平道路。开展这项研究的研究人员之一Gerhard Birkl：研究是基于这样一种观察，即物理科学正处于一个范式转变的过程中。    

    量子物理的应用，即量子技术，将在不久的将来成为主导技术。大量的应用程序已经可以预见，但相信，大多数应用程序我们甚至还没有意识到。量子科学与技术领域的下一步是开发实验平台，提供广泛的可扩展性、多站点量子关联和有效的量子误差校正。在过去的一个世纪左右，研究人员对单个量子系统进行了大量研究，为当前的发展奠定了基础。原子量子系统在这些研究中发挥了关键作用，特别是被光捕获的中性原子，因为它们提供了具有良好尺度的良好隔离的量子系统。

（博科园图示）原子模式组装：通过单原子传输，将具有缺陷的初始原子分布转移到无缺陷的100个原子目标簇中。图片：Gerhard Birkl

    对于未来几代量子技术，转向多个量子系统，即扩大系统规模是关键。出于这个原因，需要开发一个新的平台，为原子量子系统提供高度可伸缩的架构，完全控制所有相关参数，以推进最先进的量子技术。

    在为实验开发技术基础时，Birkl和学生们参与了这项研究，重点放在激光冷却的中性原子上，利用光学陷阱，这得益于过去25年的科学突破。这些突破包括激光冷却和俘获、玻色-爱因斯坦凝聚、单个量子系统的操作以及光镊。最终意识到，将这些科学发展与先进的光学技术相结合。