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 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
Dual-species Optical tweezer for Rb and K atoms
本文实现可捕获单个 Rb 与 K 原子的双物种光镊，通过双 MOT 冷却、850 nm 光束及后选择技术构建确定性双物种原子阵列。
2024-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Narrowline cooling of dysprosium atoms in an optical tweezer array
Université Paris-Saclay, Institut d’Optique Graduate School, CNRS, Laboratoire Charles Fabry（巴黎萨克雷大学，高等光学学院，法国国家科学研究中心，夏尔·法布里实验室）
利用741纳米窄线冷却技术，在光学镊子阵列中实现镝原子接近运动基态，为量子科学研究提供关键手段。
2026-01-23 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Black-body radiation induced facilitated excitation of Rydberg atoms in optical tweezers
黑体辐射，在室温下无所不在，耦合附近的里德堡态。由此产生的状态混合物具有强的偶极相互作用，这可能会导致里德堡多体系统中的退相。在这里，我们报告了一个单原子解决这种状态的污染和新兴的成对相互作用的光镊研究。对于近共振激光失谐，我们观察到特征相关的长度尺度设置的偶极相互作用。我们的研究揭示了在以前的实验中观察到的雪崩激发的微观起源。
2021-08-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Steerable optical tweezers for ultracold atom studies
我们报告了一个光镊系统的实现控制传输的超冷原子沿一个狭窄的，静态的限制通道。镊子系统是基于高效率的声光偏转器，并提供二维控制光束的位置。这为在原子云沿着导向器穿梭时跟踪传输通道开辟了可能性，从而防止原子溢出。多个云可以独立地跟踪的时间共享镊子光束寻址通道中的各个站点。使用多通道直接数字合成器控制偏转器，该合成器从现场可编程门阵列接收亚微秒时间尺度上的指令。使用镊子系统，我们演示了连续的二元分裂的超冷$\rm^{87}Rb$云到$2^5$云。
2013-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Trapping single atoms on a nanophotonic circuit with configurable tweezer lattices
纳米光子学附近的被困原子形成了一个令人兴奋的平台，用于自下而上合成强相互作用的量子物质。诱导可调谐的长程原子-原子与光子相互作用的能力为探索多体物理和量子光学提供了机会。在这里，我们实现了一个可配置的光镊阵列在一个平面光子电路定制冷原子集成和控制的捕获和高保真成像的一个或多个原子直接在光子结构上的阵列。使用光传送带由一个移动的光晶格内的镊子势，我们表明，单个原子可以从一个水库运输到附近的光子接口，潜在地允许无缺陷的原子纳米光子混合晶格的合成。我们的实验平台可以与普通的平面光子波导和谐振器集成，有望实现片上多体量子光学和量子技术的应用。
2019-04-11 cond-mat.quant-gas 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
Hong-Ou-Mandel atom interferometry in tunnel-coupled optical tweezers
原子的量子统计通常通过宏观可观测量在系综行为中观察到。然而，量子统计甚至可以改变两个粒子的行为，从而产生量子科学核心的显著结果。在这里，我们展示了近完全控制所有的内部和外部自由度的两个激光冷却的87 Rb原子被困在两个光镊。这种完全的可控性使我们能够实现一个Hong-Ou-Mandel干涉仪的粒子模拟，其中原子隧穿起着光子分束器的作用。我们使用干涉仪来探测在可调的初始条件下量子统计对双原子动力学的影响，所选择的初始条件是为了调整原子的不可压缩程度。因此，我们的工作建立了激光冷却原子的光镊作为一个新的路线，自下而上的工程可扩展的，低熵的量子系统。
2014-06-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Parallel assembly of arbitrary defect-free atom arrays with a multi-tweezer algorithm
无缺陷原子阵列是量子信息处理和量子模拟的重要先驱。然而，大规模无缺陷原子阵列的实现可能具有挑战性，这是由于在重新排列随机加载的原子以实现期望的靶阵列时遇到的损失。在这里，我们展示了一种新的并行重排算法，使用多个移动镊子独立排序和压缩原子阵列的方式，自然避免原子碰撞。具有高度的并行性，我们的算法提供了一个降低移动复杂度相比，单镊子算法和现有的多镊子算法。我们进一步确定的最佳并行度是一个算法的加速和多镊子不均匀性的影响之间的平衡。225原子阵列的无缺陷的概率被证明是高达33（1）%，在室温下设置后，多个周期的重排。这里提出的算法可以实现任何目标阵列的几何形状与底层的周期性结构。
2022-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Enhanced atom-by-atom assembly of arbitrary tweezers arrays
我们报告了扩展[Barredo et al.，Science 354，1021（2016）]，我们使用它在光镊中创建超过100个单原子的满载目标阵列，从随机加载的半填充初始阵列开始。我们描述了四种变体的排序算法，（i）允许减少组装所需的移动次数，以及（ii）允许组装任意的非规则目标阵列。最后，我们实验证明了这种增强的汇编程序的各种目标阵列的性能。
2020-11-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Fermi-Hubbard Optical Tweezer Array
我们利用光镊阵列中的锂-6原子实现了接近半填充的八格点费米-哈伯德链。我们通过将镊子阵列与量子气体显微镜相结合来实现单点检测。通过减少无序的能量补偿小于隧道能，我们观察到莫特绝缘体与强反铁磁相关。测量的自旋相关性使我们能够将熵的上限定为每个原子0.26（4）$k_\mathrm{B}$，与光晶格实现的最低熵相当。此外，我们建立的镊子平台的灵活性，通过初始化原子上的一个镊子和观察隧道动力学在不同的一维几何形状的阵列。
2021-10-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
In-situ equalization of single-atom loading in large-scale optical tweezers arrays
我们报道了在$\sim4$ ~K低温环境中，用光镊捕获300多个单个$^{87}$ Rb原子，实现了大规模组装阵列。对于具有$N_{\rm a}=324$原子的阵列，组装过程导致实现的$\sim37\%$中的无缺陷阵列。为了实现这一高组装效率，我们均衡的加载概率的陷阱内的阵列，使用一个闭环优化的每个光镊的功率，基于荧光时间轨迹的分析加载在陷阱中的原子。
2022-08-21 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph 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
Multichannel interactions of two atoms in an optical tweezer
多通道Na-Cs相互作用的特征在于一系列的测量使用两个原子在光镊，随着多通道量子亏损理论（MQDT）。通过对Na-Cs分子的运动态和最小束缚态的拉曼光谱测量了三重态和单重态的散射长度。磁费什巴赫共振被观察到只有两个原子在符合MQDT的领域。我们的方法，这促进了一个有效的互动理论的想法，可以理解和描述更复杂的相互作用的关键一步。特别是基于镊子的测量将是原子-分子和分子-分子相互作用的重要工具，其中高密度在实验上具有挑战性，并且相互作用可以由物种内过程主导。
2020-03-11 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
Trapping and imaging single dysprosium atoms in optical tweezer arrays
本研究在532 nm光镊阵列中成功捕获并成像了单个镝原子，利用镧系元素特有的各向异性光位移调节微分光位移以实现近魔幻或魔幻偏振，为量子物理研究开辟了新方向。
2023-10-03 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Motional ground-state cooling of single atoms in state-dependent optical tweezers
本文提出一种利用频率啁啾依次寻址红边带跃迁的新型激光冷却方案，在态依赖光镊中实现$^{88}$Sr单原子运动基态冷却，无需魔幻阱条件，并可用于原子阵列组装及分子、离子体系。
2023-08-01 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
High-resolution spectroscopy and single-photon Rydberg excitation of reconfigurable ytterbium atom tweezer arrays utilizing a metastable state
我们提出了一个实验系统的里德伯镊子阵列与镱（Yb）原子的特点之间的地面${}^1$ S $_0$和亚稳态${}^3$ P $_2$状态的内部状态的操纵，和单光子激发从${}^3$ P $_2$的里德伯态。实验中，Yb原子被囚禁在二维光镊阵列中，通过${}^1$ S $_0 \leftrightarrow {}^3$ P $_1$跃迁的荧光成像进行探测，并通过反馈重排制备出无缺陷的Yb原子阵列。我们成功地进行了单原子的高分辨率${}^1$ S $_0\leftrightarrow {}^3$ P $_2$态光谱，证明了这种超窄跃迁的实用性。我们进一步对单原子进行了从${}^3$ P $_2$到Rydberg态的单光子激发，这是实现有效Rydberg激发的关键。我们还进行了一系列的D状态，包括新观察到的${}^3$ D $_3$状态的复杂的能量结构的系统测量。所开发的系统表明，未来的实验对量子模拟和计算使用单个Yb原子的可行性。
2022-04-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Microscopic control and detection of ultracold strontium in optical-tweezer arrays
我们展示了一套工具，中性锶原子的微观控制。我们报告单原子加载到一个阵列的亚波长尺度的光镊，光移自由控制的窄线宽光学跃迁，三维基态冷却，和高保真无损成像的单原子亚波长空间尺度。将目前在单价电子原子中可实现的微观控制扩展到具有更复杂内部结构的物质，如锶，在量子信息科学中开启了大量的机会，包括基于镊子的计量学，新的量子计算架构，以及通往低熵多体物理学的新途径。
2018-10-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Alkaline earth atoms in optical tweezers
我们演示了单个碱土原子在光镊中的单次成像和窄线冷却，特别是被困在$515.2~\text{nm}$光中的锶-88原子。我们实现高保真单原子分辨成像检测光子从宽单重态跃迁，而冷却的窄相互组合线，并将这种技术扩展到高度均匀的二维阵列的$121$镊子。成像过程中的冷却是基于以前未观察到的窄线西西弗斯机制，我们预测这将适用于各种各样的实验情况。此外，我们证明了光分辨边带冷却的单原子接近运动的基态的镊子。在成像过程中损失的精确测定表明，从$^1$ P $_1$到$^1$ D $_2$的分支比比通常引用的大两倍以上，这也是我们的从头计算预测的差异。我们还测量了在$515.2~\text{nm}$镊子中的互组合线的微分极化率，并通过将镊子极化从线性调谐到椭圆来实现魔捕配置。我们目前的计算，与我们的结果一致，预测魔术交叉线偏振在$520(2)~\text{nm}$和交叉独立的偏振在500.65（50）nm。我们的研究结果为基于镊子中单独控制的碱土原子的广泛的新实验途径铺平了道路-从原子物理学的基础实验到量子计算，模拟和计量实施。
2018-10-15 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Rearrangement of single atoms in a 2000-site optical tweezers array at cryogenic temperatures
本文报道了在6K低温环境下，利用真空室温物镜和无窗热屏蔽罩，在多达2088个位点的光镊阵列中捕获单铷原子，并使用FPGA控制的移动光镊实现了828个原子目标阵列的逐个重排。
2024-05-29 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
2000-times repeated imaging of strontium atoms in clock-magic tweezer arrays
我们证明了单原子分辨成像的生存概率为$0.99932(8)$和保真度为$0.99991(1)$，使我们能够在镊子中重复进行数千次的单原子高保真成像。我们进一步观察到寿命下激光冷却超过7分钟，一个数量级的时间比以前的镊子研究。实验是用锶原子在$813.4~\text{nm}$镊子阵列中进行的，这是一个神奇的波长的时钟跃迁。调谐到这个波长是通过在相互组合线上的非魔法西西弗斯冷却实现的，这让我们几乎可以任意选择镊子波长。我们发现，径向方向上的单个非逆反射冷却束足以减轻成像期间的反冲加热。此外，这种冷却技术产生低于$5~μ$ K的温度，如通过释放和再捕获测量的。最后，我们展示了时钟状态分辨检测，平均生存概率为$0.996(1)$，平均状态检测保真度为$0.981(1)$。我们的工作为一个原子接一个原子地组装大型无缺陷的碱土原子阵列铺平了道路，在这种情况下，对时钟跃迁的反复询问是迫在眉睫的可能性。
2018-12-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
Single Atoms with 6000-Second Trapping Lifetimes in Optical-Tweezer Arrays at Cryogenic Temperatures
本文报道了在$\sim 4$ K低温环境中，用可调谐光镊阵列捕获单个Rb原子的实验。我们描述的设计和建设的实验装置，根据定制的，特高压兼容，闭循环低温与光学访问。我们证明了单原子的光镊，在超过$\sim6000$ s的寿命在低温阵列的捕获，尽管真空系统还没有烤出来的事实。这些结果为具有扩展相干性的单原子大阵列开辟了道路，用于多体系统的大规模量子模拟，以及更普遍的量子科学和技术。
2021-09-08 cond-mat.quant-gas 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
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
Trapping of Single Atoms in Metasurface Optical Tweezer Arrays
Columbia University（哥伦比亚大学）
本研究展示了通过全息超材料生成的光学镊阵列，实现了超过1000个锶原子的捕获，具有高均匀性和任意几何排列能力，为大规模量子应用提供支持。
2025-08-11 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.atom-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
Multiparticle interactions for ultracold atoms in optical tweezers: Cyclic ring-exchange terms
多粒子相互作用可以产生具有任意子激发和相变的奇异物理相，而不需要局部序参量。在具有整体$SU(N)$对称性的自旋系统中，循环环交换耦合构成了这类中的第一个高阶相互作用。在这封信中，我们提出了一个协议如何$SU(N)$不变的多体相互作用可以实现在光镊阵列。我们利用的灵活性，重新安排的镊子配置的时间尺度短的典型寿命相比，结合强非本地里德伯相互作用。作为一个具体的例子，我们演示了如何手性循环环交换哈密顿可以实现在一个两个腿的梯形几何。我们研究了它的相图，使用DMRG模拟和识别相位的主导矢量手征，铁磁体，和紧急自旋$1$ Haldom相位。我们还讨论了如何利用所提出的协议来实现强烈受挫的$J-Q$模型，候选人主办一个decofined量子临界点。
2019-09-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Seconds-scale coherence in a tweezer-array optical clock
基于原子和离子的光学时钟具有极高的精度和准确度，可应用于相对论大地测量、相对论测试和寻找暗物质。实现这样的性能需要平衡竞争所需的功能，包括高粒子数，原子的碰撞隔离，对运动效应的不敏感性，以及高占空比操作。在这里，我们展示了一个新的平台，基于阵列的超冷锶原子限制在光镊，实现了这些功能的一种新的组合，通过提供一个可扩展的平台，孤立的原子，可以询问多次。有了这个镊子阵列时钟，我们实现了超过3秒的相干时间，并记录高达96%的占空比，以及与领先平台相称的稳定性。通过使用光学镊子阵列-一种经过验证的通过微观控制控制纠缠产生的平台-这项工作进一步承诺了一条新的道路，将纠缠增强的灵敏度与最精确的光学时钟转换相结合。
2019-07-24 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
Direct Generation of an Array with 78400 Optical Tweezers Using a Single Metasurface
Tsinghua University（清华大学）
本研究利用超材料实现了大规模光学镊子阵列的生成，突破了传统技术在可扩展性上的限制。
2025-12-09 cond-mat.quant-gas quant-ph
Pulse-based optimization of quantum many-body states with Rydberg atoms in optical tweezer arrays
该研究面向光镊阵列里德堡原子，提出基于随机脉冲分割的自适应VQE，并结合变分量子门形成脉冲级混合方案，可在十量子比特内精确制备多类自旋模型基态并高效估计哈密顿量代价。
2025-07-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Single Sr Atoms in Optical Tweezer Arrays for Quantum Simulation
European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS), University of Florence（佛罗伦萨大学非线性光谱欧洲实验室）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）；National Institute of Optics (CNR-INO), National Research Council（国家研究委员会光学研究所）；Department of Physics Ettore Pancini, University of Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学埃托雷·潘奇尼物理学系）
该研究实现了用于量子模拟的单个锶原子在光学镊子阵列中的高效捕获、冷却和高保真度检测，为可扩展的量子模拟和信息处理奠定了基础。
2025-12-20 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Light-Assisted Collisions in Tweezer-Trapped Lanthanides
Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Institut für Quantenoptik und Quanteninformation, Österreichische Akademie der Wissenschaften（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Lund University（隆德大学）
研究光介导的单体和双体过程，通过光学镊子捕获的铒原子在近共振光下的相互作用，开发蒙特卡洛算法分析原子内部和外部动力学，验证模型后指导实验探索铒不同跃迁的碰撞效率与单原子制备保真度。
2026-03-02 cond-mat.quant-gas physics.atom-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
Erasure-cooling, control, and hyper-entanglement of motion in optical tweezers
本文提出与原子种类无关的擦除冷却以制备光镊原子运动基态，并实现运动态相干操控、电路中间读出检测及运动—光学量子比特超纠缠。
2025-05-22 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Rapid production of uniformly-filled arrays of neutral atoms
我们展示了快速加载的一个小阵列的光镊与一个单一的$^{87}$ Rb原子每个网站。我们发现，负载效率高达90%，每镊子是在不到170毫秒的陷阱分离超过$1.7 \,μ\text{m}$。有趣的是，我们发现负载效率是由附近的陷阱和目前的效率作为两个光镊之间的间距的函数。这种增强的负载，结合随后的填充位点的重新排列，将使量子多体系统的研究通过量子气体组装。
2015-06-14 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Design and construction of a quantum matter synthesizer
量子物质合成器（QMS）是一种新的量子模拟平台，在该平台上，晶格中的单个粒子可以被分辨并重新排列成任意的图案。空间操纵超冷原子并在单粒子水平上控制它们的隧穿和相互作用的能力允许完全控制多体量子系统。我们提出的QMS的设计和表征，它集成到一个单一的超稳定装置的二维光晶格，移动的光镊阵列形成的一个数字化的微处理器设备，和现场分辨原子成像。我们表现出良好的机械稳定性之间的晶格和镊子阵列与低于10 nm的相对波动，高速实时控制的镊子阵列在2.52 kHz的刷新率，和衍射限制成像在655 nm的分辨率。QMS还采用了新的技术和方案，如纳米结构抗反射窗口和原子的全光学长距离传输。
2022-05-20 cond-mat.quant-gas
A two-dimensional programmable tweezer array of fermions
我们在光镊中制备了高达50个费米子原子的高填充双组分阵列，原子处于每个光镊的基态运动态。使用频闪技术，我们配置的阵列在各种二维几何形状可以忽略不计的Floquet加热。完整的自旋和密度分辨读出的个别网站，使我们能够后选择接近零熵的初始状态的费米子量子模拟。我们准备一个相关的状态，在两个两个隧道耦合哈伯德plaquette，演示了所有的积木实现可编程的费米量子模拟器。
2022-03-28 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spatial adiabatic passage of ultracold atoms in optical tweezers
本文在三个微光阱间实现超冷费米原子的空间绝热通道，利用反直觉脉冲序列实现外侧阱间高保真、低中间布居的原子转移。
2023-05-25 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
A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits
California Institute of Technology（加州理工学院）
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
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
Forming a single molecule by magnetoassociation in an optical tweezer
我们证明了在光镊中通过s波费什巴赫共振在864.11（5）G下磁缔合形成单个NaCs分子。从单个原子冷却到它们的运动基态开始，我们实现了47（1）%的转换效率，并测量了4.7（7）ms的分子寿命。通过构造，单个分子主要（77（5）%）处于镊子的质心运动基态。此外，我们产生一个单一的p波分子附近的807 G，首先准备一个原子与一个量子的运动激发。我们在光镊运动基态中建立了一个处于指定内态的单个弱束缚分子，这是实现光镊阵列中单分子相干控制的关键一步。
2020-06-27 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.chem-ph
Quantum science with arrays of metastable helium-3 atoms
The University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；HRL Laboratories（HRL实验室）；Rice University（莱斯大学）；Purdue University（普渡大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
利用轻质量的元稳定氦-3原子实现高效中性原子量子模拟与计算，通过改进资源效率和扩展量子模拟应用
2026-07-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
A Mid-Infrared Platform Based on Strontium Tweezer Arrays
Columbia University（哥伦比亚大学）；University of Delaware（特拉华大学）
利用光镊阵列中的88Sr原子实现中红外跃迁（2923 nm），通过识别魔幻波长和单原子操控，为研究集体发射现象和偶极多体物理提供平台。
2026-06-01 cond-mat.quant-gas physics.app-ph physics.atom-ph
Coherent optical nano-tweezers for ultra-cold atoms
近年来，人们对超冷原子亚波长自由空间光学势的产生了极大的兴趣，并取得了一定的进展。一个关键的开放问题是几何势，这是排斥和无处不在的亚波长自由空间潜力的创建，禁止创建长寿命的窄陷阱。在这里，我们表明，这是可能的，以创建这样的陷阱。我们提出了两个方案，实现亚波长陷阱，并证明其优于现有的建议。我们分析了原子在这种陷阱中的寿命，并表明长寿命的束缚态是可能的。这项工作开辟了一个新的前沿亚波长控制和操纵超冷物质，在量子化学和量子模拟的应用。
2018-08-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph physics.optics
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
Avalanche terahertz photon detection in a Rydberg tweezer array
本文提出利用里德伯光镊阵列实现太赫兹单光子放大探测的方案，通过太赫兹跃迁捕获光子并结合里德伯促进机制放大信号，并用张量网络方法研究其多体动力学。
2023-11-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Simulating a two component Bose-Hubbard model with imbalanced hopping in a Rydberg tweezer array
本文提出用多能级里德伯原子光镊阵列模拟具有幂律跃迁的双组分玻色-哈伯德模型，通过数值模拟揭示了自旋与电荷自由度弛豫时间尺度分离及慢弛豫现象，为探索非平衡淬灭动力学提供了新途径。
2024-05-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Array of Individual Circular Rydberg Atoms Trapped in Optical Tweezers
本文首次在可编程光学瓶形光束阵列中实现单个圆形里德堡原子的激光囚禁，并通过空间与能级选择性光学探测观测其寿命及阱内振荡。
2023-04-10 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Assembling a Bose-Hubbard superfluid from tweezer-controlled single atoms
JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology（科罗拉多大学与国家标准技术研究院联合研究所）；Department of Physics, University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校物理系）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Department of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics (ASC), Ludwig-Maximilians-Universität München（慕尼黑大学物理系与阿诺德·索末菲理论物理中心）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
该研究通过重新排列原子制备了游走多体系统，首次实现了从原子重组到玻色-哈伯德超流体的组装。
2025-12-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
