基于轨道量子比特的超冷原子量子处理器
量子气体
2025-09-23 v2 量子物理
摘要
构建能够实现并行控制和局部操作的可扩展量子处理器具有挑战性。光学格子作为一种突破性平台，具有卓越的并行性，但由于格子间距相对狭窄，难以实现精确的局部操作。本文引入了一种新型量子处理器，结合轨道量子比特编码和内部状态(作为辅助自由度)以实现空间选择性操作与并行控制相结合。通过该处理器，我们使用最小层数的受控-Z 门生成一维和二维簇集态。我们通过直接测量稳定子来检测包含 123 个轨道量子比特的二维簇集态的多体纠缦，验证了其完全的两两非可分割性。此外，我们通过实现单量子比特和两量子比特逻辑门，展示了轨道量子操作的灵活性。我们的结果确立了轨道量子比特光学格子作为可扩展量子处理架构，为量子计算应用开辟了新的道路。
引用
@article{arxiv.2509.10797,
title = {An Orbit-qubit Quantum Processor of Ultracold Atoms},
author = {Ming-Gen He and Wei-Yong Zhang and Zhen-Sheng Yuan and Jian-Wei Pan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.10797},
year = {2025}
}
备注
9+8 pages, 5+4 figures