中新社合肥9月6日電 (記者 吳蘭)記者6日從中國科學技術大學獲悉，中國科學家近日成功制備出一種可擴展多原子糾纏態，平均保真度為95.6%，壽命為2.2秒。

　　這項研究成果近日發表于《物理評論快報》(Physical Review Letters)。據悉，該成果由中國科學技術大學潘建偉院士、苑震生教授等與清華大學馬雄峰副教授、復旦大學周游副研究員合作實現，向制備和測控大規模中性原子糾纏態邁出重要一步。

　　6日，苑震生教授接受記者采訪時說：“2.2秒是制備的每對原子糾纏態的壽命，指的是其保真度從100%降到37%時所用的時間。相同實驗條件下，這個壽命越長，越有利于像搭積木一樣把多對糾纏態連接到一起，組成一個大的糾纏態、同時還保持足夠好的糾纏品質。”

　　量子糾纏是量子計算的核心資源，量子計算的能力將隨糾纏比特數目的增長呈指數增長。因而，大規模糾纏態的制備、測量和相干操控是該研究領域的核心問題。在實現量子比特的眾多物理體系中，光晶格中的超冷原子比特具備良好的相干性、可擴展性和高精度的量子操控性，成為實現量子信息處理的理想物理體系之一。

　　自2010年開始，中國科學技術大學研究團隊系統地研究了光晶格中原子的多體相變、原子相互作用等，并于2020年實現糾纏保真度為99.3%的1000多對原子糾纏態。這一系列研究工作為連接擴展成更大的多原子糾纏態進而開展量子計算研究打下基礎。

　　但是，在之前的工作中，由于技術上對單原子比特操控能力仍然不足、缺乏多原子糾纏判定等有效方法，進一步連接糾纏對和測控多原子糾纏態遇到了瓶頸問題。

　　為解決上述問題，潘建偉、苑震生團隊研發了一種新型的超晶格系統，并集成實現了晶格相位長期穩定。在此基礎上，該團隊取得了填充率為99.2%的原子二維陣列的制備及原位觀測，選擇其中49對原子制備了糾纏貝爾態，平均保真度為95.6%，壽命為2.2秒。

　　研究團隊進一步使用糾纏門將相鄰糾纏對連接起來，制備了10原子一維糾纏鏈和8原子二維糾纏塊，首次突破了光晶格中原子糾纏對連接和多原子糾纏判定的瓶頸，為開展更大規模的光晶格量子計算和模擬打下基礎。

　　審稿專家認為，此工作向使用光晶格體系開展基于測量的量子計算邁出了重要一步。(完)