圆型 Rydberg 原子的非破坏性光学读出与操控

在基于 Rydberg 原子阵列且蓬勃发展的量子计算与量子模拟平台中，使用圆型 Rydberg 原子的平台尤为前景广阔。这些原子独特地结合了 Rydberg 态典型的强偶极-偶极相互作用与长寿命。然而，迄今为止主要使用的是低角动量（$\ell$）激光可及的 Rydberg 能级，因为圆型 Rydberg 原子没有光学跃迁，阻碍了其个体探测与操控。我们通过一个混合平台消除了这一限制，该平台将激光陷俘的铷圆型 Rydberg 逻辑原子阵列与瞬态激发至低 $\ell$ Rydberg 能级的 Rb 辅助原子阵列相结合。我们利用辅助原子，通过 F"orster 共振诱导的辅助原子光学激发阻塞，对逻辑量子比特进行了量子非破坏性探测。反之，我们通过激发辅助原子对逻辑量子比特进行局部操控。这种双 Rydberg 平台在量子计算与模拟方面极具前景。它为圆型原子工具箱增加了电路中测量，这对纠错至关重要。更引人注目的是，它使人们能够获取长期量子模拟中的时间关联，而这唯有圆型 Rydberg 原子才能实现。