通过里德堡阻塞纠缠两种不同同位素的原子

量子纠缠对于模拟和理解强关联多体系统的奇异物理至关重要，例如高温超导体或分数量子霍尔态。非全同粒子的纠缠展现了更丰富的强多体关联物理，并为量子计算提供了更多机会，特别是在中性原子系统中，与离子相比，其粒子间相互作用可通过 Feshbach 共振进行广泛调节。此外，种间纠缠构成了各种复合系统性质的基础，范围从玻色 - 玻色混合物到光合作用光捕获复合物。迄今为止，种间纠缠仅在囚禁离子中实现。在此，我们报道了两种不同同位素的中性原子纠缠的实验实现。一个 ${}^{87}\mathrm{Rb}$ 原子和一个 ${}^{85}\mathrm{Rb}$ 原子被限制在两个相距 3.8 $\mu$m 的单原子光阱中。通过产生强烈的里德堡阻塞，我们演示了异核受控非 (C--NOT) 量子门并生成了异核纠缠态，其原始保真度分别为 $0.73 \pm 0.01$ 和 $0.59 \pm 0.03$。我们的工作，连同为全同原子开发的单量子比特门和 C--NOT 门技术，可用于模拟具有多种类相互作用的任何多体系统。它还在量子计算和量子计量学中具有应用，因为异核系统在低串扰和存储器保护方面表现出优势。