光晶格中原子自旋纠缠的产生与探测

光学晶格中的超冷原子因其固有的长相干时间和对大量粒子的可控性，为生成用于可扩展量子信息处理的纠缠态提供了巨大前景。我们报告了在光学超晶格中产生、操控和探测原子自旋纠缠的实验。利用自旋依赖的超晶格，左格点或右格点中的原子自旋可以被单独寻址，并通过微波脉冲以接近单位保真度进行相干操控。超晶格双阱中两个原子的自旋纠缠通过自旋超交换主导的动力学演化产生。通过原位吸收成像观察碰撞原子损失，我们测量了双阱内原子的自旋关联，并得到纠缠保真度的下界为$0.79\pm0.06$，以及贝尔不等式违背值$S=2.21\pm 0.08$。上述结果代表了利用光学晶格中超冷原子实现可扩展量子计算的关键一步。