多模光学谐振腔中超冷原子的量子退火

一个在近零温度下稀疏填充于高-$Q$ 多模腔内的 $N$ 点光学晶格，可以映射为一个在所有长度尺度上具有可定制相互作用的系综。通过施加最多 $N(N+1)/2$ 束具有合适几何、频率和功率的激光，可以动态控制有效的全点对点相互作用矩阵，这使得能够实现依赖于实时可控的全对全有效自旋耦合的量子退火动力学。通过从超流初始态开始的绝热扫描，可以找到该系统的最低能量稳态。由于腔模是有损耗的，错误可以被修正，并且即使从有限温度态出发，通过基态腔冷却也能达到基态。最终原子态的物理性质可以直接且几乎非破坏性地从腔输出场中读出。作为示例，我们模拟了一个量子 Hopfield 联想记忆方案。