在 NMR 量子模拟器中观测相互作用诱导的阻塞与局域自旋冻结

我们在二量子比特与三量子比特核磁共振（NMR）架构中实验模拟了相互作用诱导的阻塞与局域自旋冻结。这些现象等同于里德伯阻塞与里德伯偏置冻结。在里德伯阻塞中，由于强范德瓦尔斯相互作用引起的能级移动，两个或更多原子的同时激发被阻止。在此强相互作用区，也可借助幅度不等的多重驱动观察到里德伯偏置冻结，其中动力学被限制在一个子空间内。此处我们用特定的跃迁选择性无线电波驱动 NMR 量子比特，同时通过量子态层析间歇性表征量子态。这不仅使我们能够追踪布居动力学，也有助于通过量子失协探测在阻塞与冻结现象下演化的量子关联。我们的工作既构成了这些现象在 NMR 平台上的首次实验模拟，也是里德伯偏置冻结的首次实验演示。此外，这些研究为利用上述现象进行纠缠生成与子空间操控开辟了有趣的量子控制前景。