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记者18日从中国科大获悉，该校潘建伟院士及其同事在国际上首次实现对光晶格中超冷原子自旋比特纠缠态的产生、操控和探测，向基于超冷原子的可扩展量子计算和量子模拟迈出了重要一步。
国际权威学术期刊《自然.物理学》近日以研究长文的形式报道了这项重要研究成果。
近十几年来，量子研究领域被广泛关注，已有很多实验演示了操控多个量子比特进行信息处理的可行性。但迄今这些实验中所能操控的纠缠态的比特数仅在十个左右，而未来实用化的量子计算体系需要同时操控几十乃至上百个量子比特。因此，可拓展量子信息处理目前仍面临重大困难，其中最关键的问题是如何产生和测控大量量子比特的纠缠态，并进一步开展容错的量子计算。
中国科大研究团队与德国海德堡大学合作，自2010年开始对基于光晶格可拓展量子信息处理研究展开联合攻关，实现了对超晶格中左右格点及两种原子自旋等自由度的高保真度量子调控，并开发了光学分辨约为1微米的超冷原子显微镜，对这层晶格中的原子进行高分辨原位成像。
通过以上关键实验技术的突破，研究团队首次在光晶格中并行制备并测控了约600对超冷原子比特纠缠对，迈出了面向可升级量子计算的重要一步。
《自然.物理》审稿人认为，“这一工作为产生更大的多粒子纠缠态并进行基于测量的量子计算铺平了道路”。
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