利用玻色-爱因斯坦凝聚实现一维量子(Hadamard)游走

我们提出一种方案，利用相干宏观超冷原子样本——玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)——实现最简单且研究最充分的量子随机游走版本：一维离散 Hadamard 游走。利用 BEC 实现量子游走可在宏观尺度上触及熟悉的量子现象。本文使用射频脉冲实现 Hadamard 操作(旋转)，并以受激拉曼跃迁技术作为幺正平移算符。该方案在 BEC 被囚禁于长瑞利范围光偶极势阱中时实现 Hadamard 操作与幺正平移算符。对制备于某一内态的 BEC 施加 Hadamard 旋转与幺正平移算符，随后进行比特翻转操作，即实现一步 Hadamard 游走。为达成可观步数，该过程被迭代而不借助中间测量。凭借当前偶极势阱技术，应可实现足够步数以实验凸显基于 BEC 的离散量子随机游走，从而推进量子随机游走及其应用的进一步探索。