A quantum-network register assembled with optical tweezers in an optical cavity
针对量子系统规模化扩展难题，研究提出利用光镊与光学晶格在光学腔中确定性组装二维原子阵列的量子寄存器，实现近90%效率的多路复用原子-光子纠缠，为分布式量子信息处理提供新路径。
2024-07-12 quant-ph
Coupling light to an atomic tweezer array in a cavity
本文提出中等精细度光学腔可克服超波长原子光镊阵列的高级衍射散射损失，并通过优化晶格间距实现高效原子-光子耦合。
2023-12-18 quant-ph
Trapped Ion Quantum Computing using Optical Tweezers and Electric Fields
我们提出了一种新的可扩展的架构，囚禁离子量子计算，结合光镊提供量子位态依赖的本地电位与振荡电场。由于电场允许仅由离子晶体的质心运动介导的远程量子位-量子位相互作用，因此其固有地可扩展到大离子晶体。此外，我们提出的方案不依赖于任何基态冷却或Lamb-Dicke近似。我们研究了离子晶体的不完全冷却的影响，以及不必要的量子位运动纠缠的作用，并讨论了在实验室中实现状态依赖的镊子的前景。
2021-06-14 physics.atom-ph quant-ph
Tweezer-assisted subwavelength positioning of atomic arrays in an optical cavity
本文提出用光镊在高精细度驻波腔内亚波长定位并组装无缺陷 ^87Rb 原子阵列，效率较概率方法提升 4 个数量级，并转入二维腔内晶格以支持强耦合多量子比特量子网络。
2025-02-19 quant-ph
Universal gate operations on nuclear spin qubits in an optical tweezer array of $^{171}$Yb atoms
中性原子阵列是量子科学发展迅速的平台。在这项工作中，我们展示了一个通用的一套量子门操作的一种新型的中性原子量子比特：核自旋的碱土类原子（AEA），$^{171}$ Yb。我们目前的冷却，捕获和成像技术，使用一个新发现的魔术捕获波长在$λ= 486.78$ nm。我们实现了量子位初始化，读出和单量子位门，并观察长量子位寿命，$T_1 \approx 20$ s和$T^*_2 = 1.24(5)$ s，以及单量子位操作保真度$\mathcal{F}_{1Q} = 0.99959(6)$。我们还展示了两个量子位纠缠门使用里德伯封锁，以及这些门操作的相干控制，在369 nm的Yb $^+$离子芯跃迁上使用光位移。这些结果是在AEA镊子阵列中实现高相干量子门的重要一步。
2021-12-13 physics.atom-ph quant-ph
Optical tweezer-controlled entanglement gates with trapped ion qubits
本文提出以光镊照射离子作为控制量子比特的纠缠协议，并在三离子链上实验演示类似 Toffoli 门的受控 Mølmer–Sørensen 操作，且可推广为单脉冲实现 n-受控酉操作。
2025-06-10 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Free-space quantum interface of a single atomic tweezer array with light
本文提出一种自由空间量子接口方案，通过设计多光束叠加模式匹配二维原子镊子阵列的衍射图案，实现高效光耦合，效率随原子数N提升，对误差鲁棒，适用于量子信息应用。
2025-10-27 quant-ph
Plane-selective manipulations of nuclear spin qubits in a three-dimensional optical tweezer array
针对三维光镊阵列的可扩展性挑战，本文实现了核自旋量子比特的逐平面初始化与平面选择性操控，为三维多层量子计算与模拟奠定基础。
2025-07-09 physics.atom-ph quant-ph
Scalable multilayer architecture of assembled single-atom qubit arrays in a three-dimensional Talbot tweezer lattice
本文提出基于微透镜Talbot光镊晶格的三维原子阵列平台，实现多层无缺陷组装，每层超750个量子比特位点，三维可达10000个，支持动态控制与并行寻址，适用于量子科技。
2023-05-12 physics.atom-ph quant-ph
Dipolar spin-exchange and entanglement between molecules in an optical tweezer array
由于其固有的电偶极矩和丰富的内部结构，超冷极性分子是有希望的候选量子比特的量子计算和广泛的量子模拟。它们的长寿命分子转动态形成了强大的量子比特，而分子之间的长程偶极相互作用提供了量子纠缠。使用分子光镊阵列，可以移动单个分子并使用光场和微波场分别寻址量子位操作，从而创建可扩展的量子平台。在这里，我们展示了长程偶极自旋交换相互作用的CaF分子被困在一个光镊阵列对。通过将有效的自旋- $\frac{1}{2}$系统编码到分子的转动态中，控制各向异性相互作用，实现自旋-$\frac{1}{2}$量子XY模型.我们展示了一个两量子比特（两分子）门产生纠缠确定性，所有量子信息应用的基本资源。采用交错镊子阵列，我们表现出高保真的单网站分子寻址能力。
2022-11-17 physics.atom-ph quant-ph
Entangling identical bosons in optical tweezers via exchange interaction
我们首先设计了一个方案，通过光镊捕获的原子量子比特对之间的受控碰撞来实现通用纠缠门。其次，我们提出了一个修改方案，允许通过选择性激发原子贝尔对的准备，适合于不需要通用性的量子信息处理应用。这两个计划是由相同的复合粒子的固有对称性，最初提出的Hayes等人。我们的计划提供了一种技术，用于产生加权图状态，纠缠资源的量子通信，和一个有前途的方法来执行一个“无漏洞”贝尔测试在一个实验室。
2007-12-15 quant-ph
Rotational Coherence Times of Polar Molecules in Optical Tweezers
量子比特相干时间对于任何稳健的量子计算平台的性能都是至关重要的。对于使用极性分子阵列的量子信息处理，关键性能参数是分子旋转相干时间。我们报告了一个93（7）ms的相干时间的旋转状态量子比特的激光冷却的CaF分子在光镊陷阱，超过一个数量级比以前的系统。由于量子比特态之间的微分极化率引起的不均匀加宽通过调谐镊子极化和施加的磁场到“魔”角来抑制。的相干时间是有限的剩余微分极化率，这意味着改善与进一步冷却。单个自旋回波脉冲能够将相干时间延长到近半秒。测量的相干时间表明极性分子作为高保真量子比特的潜力。
2021-05-31 physics.atom-ph quant-ph
Scalable quantum computing stabilised by optical tweezers on an ion crystal
由于囚禁离子系统具有无与伦比的长寿命量子比特相干性，并且可以支持高保真度的量子操纵，因此如何扩大系统规模成为实用目的的必然任务。在这项工作中，我们从理论上分析了可扩展性与被困离子阵列的物理限制，并提出了一个可行的架构方案，原则上允许任意数量的离子量子位，其开销仅与系统大小线性缩放。该方案依赖于可调尺寸的陷阱结构、通过光镊稳定离子晶体以及在不接触存储信息的情况下连续交感冷却的组合思想。我们证明了光镊的照射通过有效地钉扎离子，提升运动基模的频率来修改运动谱。通过这样做，我们使阵列的结构不容易受到热激励，并抑制位置波动，以确保忠实的门操作。最后，我们还探讨了局部行为的冷却时，一个子阵列是孤立的光镊从其他部分的晶体。
2019-10-18 quant-ph
Preparation of ultra-cold atomic-ensemble arrays using time-multiplexed optical tweezers
我们使用基于时间复用声光偏转器的光镊将超冷铯原子捕获在一维原子系综阵列中。对于2.5 $μ$ K和50 nK之间的温度，我们研究了光镊脉冲之间的最大时间，保留在一个单一的陷阱中的原子数。这个时间提供了一个估计的最大数量的网站在一个阵列的时间复用光镊。我们演示了蒸发冷却的原子阵列中的多达25个光镊陷阱和制备的原子在一个盒子的潜力。此外，我们展示了三种不同的协议，从一个不断扩大的超冷原子云转移的原子系综阵列的制备。这些导致制备平均由$\sim$ 100个原子组成的高达74个原子系综的阵列。
2022-07-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum-noise quenching in atomic tweezers
从理论上研究了从超冷玻色子储层中提取单个原子或分子的效率，该效率是基于激光的协议，将原子形成凝聚体的超精细状态耦合到另一个稳定状态，在该状态下，原子在碰撞封锁制度中经历紧势，即量子镊子。到紧阱的单原子基态的转移效率从根本上受到凝聚体的集体模式的限制，这些模式是热激发和动态激发的。对于足够长的激光脉冲，由于这些激发而产生的噪声可以被抑制，从而实现高效率。这些结果表明，该方案可以应用于中性原子的镊子阱量子寄存器的初始化。
2011-04-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Preparation of hundreds of microscopic atomic ensembles in optical tweezer arrays
我们提出了可编程的二维阵列的微观原子系综组成的400多个网站，几乎均匀的填充和小的原子数波动。我们的方法涉及直接投影的光图案从数字图像处理设备具有高的空间分辨率到一个光学煎饼陷阱作为一个水库。这使得可以在单个步骤中以高占用数量和每个镊子的低功率要求装载大的镊子阵列。每个原子系综被限制为$\sim 1\,μ$ m $^3$，具有从20到200个原子的可控占据和（亚）泊松原子数波动。因此，它们非常适合于量子模拟和实现集体编码的里德堡原子量子比特的大阵列，用于量子信息处理。
2019-12-09 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast and Coherent Transfer of Atomic Qubits in Optical Tweezers using Fiber Array Architecture
Wuhan Institute of Physics and Mathematics, Innovation Academy for Precision Measurement Science and Technology, Chinese Academy of Sciences（中国科学院精密测量科学与技术创新研究院武汉物理与数学研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本文提出一种利用光纤阵列架构实现原子量子比特快速且相干转移的方法，通过控制陷阱深度实现静止与移动陷阱间的平稳振幅交换，从而在低热噪声下实现高保真度的量子比特转移。
2026-04-09 quant-ph
A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits
本文针对量子科学中扩展原子量子比特的挑战，实验实现含超6100个中性原子的光镊阵列，创相干时间等记录，提出区域量子计算方案，推动量子纠错等进展。
2025-07-29 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atomic interferometer based on optical tweezers
本文提出一种基于光镊的新型原子干涉仪，通过相干原子分裂与合并方案实现亚微米定位和长探测时间，重力加速度测量相对精度可优于10^-11，并适用于引力及卡西米尔-波尔德力研究。
2024-02-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Long-Lived Circular Rydberg Qubits of Alkaline-Earth Atoms in Optical Tweezers
本文首次在光镊中实现碱土金属锶原子高主量子数圆态里德伯态的制备与囚禁，测得室温下长达2.55 ms的寿命，并演示了微波量子比特的相干操控，为二价原子圆态里德伯量子模拟开辟新途径。
2024-03-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A quantum computation architecture using optical tweezers
我们提出了一个完整的架构，可扩展的量子计算与超冷原子在光晶格使用光镊聚焦到一个晶格间距的大小。我们讨论了三种不同的基于局域碰撞相互作用的双量子比特门。任意量子位之间的门需要将原子传输到相邻的位置。我们数值优化的非绝热输运的原子通过晶格和光镊的强度斜坡，以最大限度地提高门的结晶度。我们发现，总的门时间只有几百微秒，而由于振动激发和自发散射引起的误差概率保持在10^3以下。分析了对光镊定位误差、强度噪声和磁场稳定性的要求，表明光晶格中的原子可以满足容错可扩展量子计算的要求。
2011-07-13 cond-mat.quant-gas quant-ph
Trapped Ion Quantum Computing using Optical Tweezers and the Magnus Effect
我们考虑使用紧聚焦光镊在囚禁离子中实现量子逻辑门。镊子焦点附近的强极化梯度导致离子上的量子位状态依赖力。我们表明，这些可以用来实现在晶体中的离子量子比特对量子逻辑门。由这种效应产生的量子位态依赖力存在于垂直于激光束传播方向的平面上，从而开辟了与离子晶体运动模式耦合的新途径。所提出的门不需要离子的基态冷却，并且不依赖于Lamb-Dicke近似，尽管紧密聚焦的光束的腰部需要与其波长相当，以便实现所需的场曲。此外，门可以在基态和磁场不敏感的时钟状态量子位上执行，而不需要反向传播的激光场。这简化了设置并消除了由于选通激光束之间的相位不稳定性而引起的误差。最后，我们表明，在门执行的缺陷，特别是指向错误$<30$纳米镊子减少门保真度从$\mathcal F\gtrsim 0.99998$到$\gtrsim 0.999$。
2023-01-11 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Entanglement transport and a nanophotonic interface for atoms in optical tweezers
实现多量子比特系统的高效量子光学接口是科学和工程领域的一个突出挑战。使用单独控制的光镊耦合到纳米制造的光子晶体腔中的两个原子，我们演示了纠缠产生，快速无损读出，和原子量子比特的全量子控制。通过将量子比特编码为长寿命态并使用动态解耦，将纠缠态从腔中传输出去后，在自由空间中验证纠缠态。我们的方法将光链路和自由空间中的量子操作与相干单向传输连接起来，可能为原子量子处理器提供集成光学接口。
2021-09-25 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ytterbium nuclear-spin qubits in an optical tweezer array
本研究基于光镊阵列中的$^{171}$Yb原子构建了快速可扩展的高保真量子比特架构，实现了近确定性装载、亚微秒高保真操控、长时相干存储及近运动基态冷却，为量子信息处理提供了优良的物理平台。
2023-05-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Atomic clock interferometry using optical tweezers
本文提出利用光镊实现时钟干涉测量，通过绝热分裂与修正 Ramsey 序列获得对引力时间膨胀的线性灵敏度，并证明该方案在当前技术下可行，可用于检验引力红移对量子相干性的影响。
2024-08-23 cond-mat.quant-gas gr-qc physics.atom-ph
Spin-Cat Qubit with Biased Noise in an Optical Tweezer Array
Kyoto University（京都大学）；Yaqumo, Inc.（Yaqumo公司）；The Hakubi Center for Advanced Research, Kyoto University（京都大学博雅研究高级中心）；The University of Tokyo（东京大学）
研究展示了¹⁷³Yb自旋-猫量子比特在光镊阵列中的单量子比特控制，实现了高保真度门操作，并验证了其在偏置定制量子错误纠正中的可行性。
2026-02-26 physics.atom-ph quant-ph
Microscopic 3D printed optical tweezers for atomic quantum technology
单个超冷原子的捕获是从量子计算和通信到传感的应用的重要工具。然而，大多数实验装置虽然非常精确和通用，但由于其尺寸大，复杂性和高成本，只能在专门的实验室环境中操作。在这里，我们介绍了一种新的捕获概念，用于光学镊子中的超冷原子，该光学镊子基于3D打印到标准光纤尖端的微米级透镜。这些透镜的独特性质使它们既适合捕获单个原子，又适合高效捕获它们的荧光。在探索性的实验中，我们建立了真空兼容性和结构的鲁棒性，并成功地形成了一个磁光陷阱的超冷原子在其附近。这使得它们成为便携式原子量子设备的有前途的组件。
2022-06-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Recapture Probability for anti-trapped Rydberg states in optical tweezers
本文研究了中性原子量子计算机中光镊反陷俘里德堡原子的丢失问题，通过量子力学描述计算了激光陷阱开关状态下的重俘获概率，发现在执行纠缠操作的时间内可实现约100%重俘获。
2023-03-15 quant-ph
Universal quantum operations and ancilla-based readout for tweezer clocks
本文在光镊钟平台上演示了中性原子光钟量子比特的通用量子操作和基于辅助比特的读出，实现了高保真纠缠门、近最优GHZ探针态制备及量子逻辑光谱学，为混合处理器-时钟器件奠定基础。
2024-10-17 quant-ph
A hybrid atom tweezer array of nuclear spin and optical clock qubits
本研究构建了双同位素镱原子混合光镊阵列，将171Yb核自旋用作数据量子比特、174Yb光钟量子比特用作辅助量子比特，测得低串扰下的高相干保留率与成像保真度，为量子纠错协议提供新平台。
2024-09-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A tweezer clock with half-minute atomic coherence at optical frequencies and high relative stability
相同量子系统的大的、低熵的、高度相干的系综的制备是量子精密测量、模拟和信息学中许多研究的基础。在这里，我们实现了这些功能，利用镊子捕获的碱土原子的有利特性，同时引入一种新的混合方法来定制光学电位，平衡可扩展性，高保真状态准备，现场分辨读出和原子相干性的保存。通过这种方法，我们实现了捕获和光学时钟激发态寿命超过$ 40 $秒的合奏约$ 150 $原子。这导致了半分钟尺度的原子相干性的光学时钟过渡，相应的品质因数远远超过$10^{16}$。这些相干时间和原子数将量子投影噪声的影响降低到与领先的原子系统相当的水平，产生$5.2(3)\times10^{-17}~(τ/s)^{-1/2}$的相对分数频率稳定性，用于镊子阵列内的子系综之间的同步时钟比较。当进一步结合显微控制和读出在这个系统中可用，这些结果铺平了道路，在定制的原子阵列的光学时钟过渡的长期工程纠缠。
2020-06-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Fast universal two-qubit gate for neutral fermionic atoms in optical tweezers
光学微阱中的超冷中性原子阵列是一种很有前途的量子计算平台。该平台的主要瓶颈之一是相邻原子之间的弱耦合强度，这限制了双量子比特门的速度。在这里，我们提出了一种方法来执行快速通用平方根交换门与费米子原子。门的基本思想是将原子释放到位于两个原子之间的谐波势中。通过适当地剪裁相互作用参数，原子之间的碰撞过程产生纠缠，并产生所需的门。我们分析地证明了在宽原子波包的极限下，门的保真度接近于1。我们用数值方法证明，在典型的实验参数下，我们的门可以在微秒级的时间尺度上工作，并达到高于0.998的保真度。此外，门持续时间是独立的原子之间的初始距离。具有这些特征的门是中性原子量子计算中全对全连接和容错的重要里程碑。
2020-08-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface
Tsinghua University（清华大学）；Qosmos Co., Ltd.（科索斯有限公司）；Institute for Advanced Study, Tsinghua University（清华大学高等研究院）；Department of Electronic Engineering, Tsinghua University（清华大学电子工程系）
本文利用单个超表面生成镊子阵列，成功捕获11,000个原子，使可用量子比特资源首次达到万级规模，为万量子比特量子计算机迈出重要一步。
2026-06-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
High performance imaging of $^{171}$Yb atom in shallow clock-magic tweezer by alternating dual-tone narrowline cooling
Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS)（韩国标准科学研究院）；Graduate School of Quantum Science And Technology, KAIST（韩国科学技术院量子科学与技术研究生院）
提出交替双音窄线成像方法，在浅时钟魔幻光镊中实现 $^{171}$Yb 单原子高保真度成像，为大规模量子比特系统和可重复光镊时钟奠定基础。
2026-05-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Raman Sideband Cooling in Optical Tweezer Arrays for Rydberg Dressing
利用光镊捕获单个中性原子并与里德堡态激光耦合，为量子模拟提供了一个快速、灵活的生成可配置原子阵列的平台。该平台特别适合研究各种几何形状的量子自旋系统。然而，对于需要连续捕获的实验，由捕获势和温度加宽引起的不均匀光位移施加了严重的限制。在这里，我们将展示如何拉曼边带冷却允许一个克服这些限制，因此，准备阶段里德伯敷料镊子阵列。
2020-12-30 physics.atom-ph quant-ph
A dual-region ytterbium tweezer apparatus with an in-vacuum nanofiber cavity
Nanofiber Quantum Technologies, Inc.（纳米光纤量子技术公司）；Department of Applied Physics, Waseda University（早稻田大学应用物理系）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC), RIKEN（理化学研究所量子计算中心）
该研究提出一种双区域镊子系统，通过移动黏胶输运原子至真空内纳米光纤腔附近，实现单原子装载，寿命达9.5秒，验证了架构的可行性。
2026-09-23 quant-ph
Optical tweezers throw and catch single atoms
本研究提出并实验验证了用光镊投掷和捕获自由飞行单原子的方案，实现了高效的原子传输，为基础物理研究、非光子量子通信及飞行量子比特量子计算提供了新途径。
2022-12-02 physics.acc-ph physics.atom-ph quant-ph
Demonstration of Erasure Conversion in a Molecular Tweezer Array
本文在分子光镊阵列中展示了位点分辨的内部状态错误检测和量子擦除技术，实现了高保真阵列制备、中途擦除检测及黑体辐射错误向擦除的转换，有助于降低容错量子纠错开销。
2024-06-04 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Quantum computer architecture with ions in tweezer arrays
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Duke University（杜克大学）；IonQ, Inc.（IonQ公司）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）
提出一种基于光学镊子阵列中离子的量子计算机架构，利用有效电偶极子间的库仑相互作用实现纠缠门，并展示了可扩展的离子镊子量子处理器路径。
2026-06-26 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Surface-Code Quantum Error Correction for Molecular Tweezer Arrays: Encoding, Layout, and Correlated Noise
Department of Physics, Indian Institute of Technology Patna（印度巴特那理工学院物理系）
本文针对分子光镊阵列的表面码量子纠错，构建了编码映射，对比不同旋转量子位维度的编码，揭示关联损耗空间嵌入的重要性及单扇区基准的局限性。
2026-08-25 quant-ph
Ion-mediated interaction and controlled phase gate operation between two atomic qubits
本文提出离子-原子混合量子系统模型，利用里德伯激发实现离子介导的远距离原子间相互作用，并演示了保真度97%的双量子比特受控相位门。
2024-12-09 quant-ph
Non-paraxial effects on laser-qubit operations
本文结合解析模型与数值模拟，研究紧聚焦激光的非近轴纵向场导致的空间依赖 Rabi 频率、AC Stark 频移及量子比特—运动耦合，并量化其对单、双量子比特门保真度的影响。
2025-07-24 quant-ph
Site-selective preparation and multi-state readout of molecules in optical tweezers
本文通过高保真Cs原子探测、位点选择性转动量子比特初始化及顺序解离成像，显著提升了光镊阵列中单个分子的态制备与测量能力。
2024-01-24 physics.atom-ph quant-ph
Eliminating light shifts in single-atom optical traps
光镊和晶格中的微观控制中性原子在量子信息和量子多体系统的研究中取得了令人兴奋的进展。在这些系统中，原子能级从俘获势的光位移会导致有害的影响，例如波动的偶极力加热、不均匀的失谐和激光冷却的抑制，这限制了可以被操纵的原子种类。特别是，这些光位移可以足够大，以防止直接从磁光阱加载到光镊中。我们提出了一个一般的解决方案，这些限制，加载，冷却和成像单原子与时间交替的光束。由于这种技术不依赖于任何特定的光谱特性，我们希望它能够使光镊方法控制几乎任何可以被激光冷却和光学捕获的原子或分子物种。此外，我们提出了一个分析的作用，加热和所需的冷却单原子镊子加载。
2016-05-30 physics.atom-ph physics.chem-ph quant-ph
Engineering spin-spin interactions with optical tweezers in trapped ions
我们提出了一种新的方法，用于产生可编程的相互作用在一维和二维囚禁离子量子模拟器。在这里，我们考虑使用光镊工程师的声波被困离子晶体的频谱。我们表明，这种方法使我们能够调整离子量子位的相互作用和连接性，超越当前设置中可访问的幂律相互作用。我们证明了我们的建议，使用现实的镊子设置和实验相关的陷阱参数，以产生最佳的镊子模式，以创建目标自旋自旋相互作用模式在一维和二维晶体的实验可行性。我们的方法将推进量子模拟在捕获离子平台，因为它允许他们实现更广泛的家庭的量子自旋哈密顿。
2021-03-23 cond-mat.str-el physics.atom-ph quant-ph
Feedback Intensity Equalization Algorithm for Multi-Spots Holographic Tweezer
本文提出一种强度均衡算法，用于全息光镊阵列，使超过1000个光镊的阵列不均匀性低于1.1%，为大规模量子计算与模拟奠定基础。
2025-01-25 physics.optics quant-ph
Fast and scalable quantum information processing with two-electron atoms in optical tweezer arrays
原子系统，从捕获离子到超冷原子和里德伯原子，在单粒子水平上提供了对内部和外部自由度的前所未有的控制。它们被认为是实现量子模拟和计算平台的最重要的候选者之一，这些平台可以在特定任务中超过经典计算机。在这项工作中，我们描述了一个现实的实验工具箱量子信息处理与中性碱土类原子的光镊阵列。特别是，我们提出了一个全面的和可扩展的架构的基础上可编程阵列的碱土类原子，利用他们的电子时钟状态作为一个精确和强大的辅助自由度，从而允许有效的全光学一个和两个量子位核自旋量子位之间的操作。由于高保真寄存器初始化、快速自旋交换门和读出错误检测，该平台具有优异的性能。作为一个基准和应用程序的例子，我们计算的预期保真度的后续SWAP门的最佳参数，它可以用来分配阵列内的远程原子之间的纠缠。
2019-01-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Local polarization control of optical tweezer arrays
California Institute of Technology（加州理工学院）；Oratomic（奥拉原子）
本研究利用空间光调制器的局域双折射可调性，实现光镊阵列的局域偏振控制，将其应用于$^{88}\rm{Sr}$原子阵列完成差分光移均匀化等操作，可用于光镊原子钟和多区量子处理器。
2026-10-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optical multi-qubit gate operations on an excitation blockaded atomic quantum register
我们考虑一个多量子位原子或离子系统，其中有两个计算基态和一个相互作用的激发态，在所谓的封锁制度，使得只有一个量子位可以被激发在任何一个时间。这种系统的例子是稀土离子掺杂的晶体和镊子阵列中捕获的中性原子。我们提出了一个简单的激光激发协议，产生一个复杂的相位因子上的任何所需的多量子位产品的状态，并可用于实现多量子位门，如n位Toffoli门。该操作仅使用两个脉冲来执行，其中每个脉冲同时寻址所有量子位。通过使用复杂的双曲正割脉冲，我们的计划是强大的，并允许完全转移到和从激发态，尽管相互作用参数的变化。详细分析了多量子比特门的性能。
2022-10-12 quant-ph
Influence of Laser Intensity Fluctuation on Single-Cesium Atom Trapping Lifetime in a 1064-nm Microscopic Optical Tweezer
由1064 nm红失谐激光的强聚焦单空间模高斯光束组成的光镊可以将单个铯原子限制在光强的最强点。我们可以用它来相干操纵单量子比特和单光子源。由于背景原子的撞击、光镊的光强起伏以及原子的残余热运动等因素，原子在光镊中的囚禁寿命很短。本文分析了背景气压、光镊的囚禁频率以及光镊的参量加热对原子囚禁寿命的影响。结合基于声光调制器（AOM）的外反馈回路，将1064 nm激光在时域上的强度波动从$\pm$ 3.360 $\%$抑制到$\pm$ 0.064 $\%$，抑制带宽达到约33 kHz。单个Cs原子在显微光镊中的囚禁寿命从4.04 s延长到6.34 s。
2020-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Blinking optical tweezers for atom rearrangements
本文提出闪烁光镊方法，用单个光镊顺序释放和重捕 M 个原子，在仅需每原子 1/M 功率的情况下实现 N×M 阵列的保持与重排，为大规模量子比特系统提供可扩展平台。
2025-02-07 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optimal recoil-free state preparation in an optical atom tweezer
针对原子镊子中单光子拉比脉冲引起的反冲退相干问题，提出结合拉比与力脉冲工程的最优协议，在广泛参数范围内实现远低于当前技术标准的保真度，缓解量子操作中的普遍挑战。
2024-11-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Entanglement of remote atomic qubits
我们报告了两个远程原子量子比特纠缠的观测结果，通过在A站点生成原子量子比特和单个光子的纠缠态，通过光纤将光子传输到相邻实验室的B站点，并将光子转换为原子量子比特来实现。通过局部地执行每个原子量子位到光子量子位上的量子态转移以及违反贝尔不等式|S| <2的偏振相关的后续测量来推断两个远程原子量子位的纠缠。我们通过实验确定S =2.16 +/- 0.03。两个远程原子量子比特的纠缠，每个量子比特由两个独立的自旋波激发组成，以及物质和光之间纠缠的可逆相干转移，代表了量子信息科学的重要进展。
2005-11-02 quant-ph
Fast Quantum State Control of a Single Trapped Neutral Atom
我们演示了存储在单个87 Rb原子中的量子比特的初始化、读出和高速操作。使用双光子拉曼跃迁在低于100 ns的时间尺度上进行单量子比特旋转。使用“自旋回波”技术，我们测量了34 ms的不可逆退相时间。当平均高达1000个单独事件时，单原子量子位的读出处于量子投影噪声极限。
2007-04-24 quant-ph
