中性原子量子计算分论坛 | CQCC2024专题论坛

孙远，中国科学院上海光学精密机械研究所研究员、博士生导师，入选中国科学院高层次人才计划，上海科技青年35人引领计划获奖者，中国物理学会量子光学专业委员会委员。长期围绕中性原子量子计算和未来冷原子技术的国家需求与科学前沿开展基础研究，代表性成果论文刊载于National Science Review、Fundamental Research、Optica、Physical Review Letters、Photonics Research与Physical Review Applied等知名学术期刊。

2011年1月于中科院武汉物理与数学研究所获得博士学位，后留所工作至今，期间曾出国开展合作研究；一直从事基于光镊中单原子和原子阵列的量子模拟和量子计算的实验研究，发表论文三十余篇，包括Science 1篇，Phys. Rev. Lett. 5 篇 ，Nat. Commun. 1篇；主持国家重点研发计划(2021YFA1402000)、重点研发计划青年科学家项目(2016YFA0302800)等多项国家级项目；获得2022年国家级青年人才项目和2017年湖北省青年英才开发计划支持；2017年入选中科院青年创新促进会，并于2021年被评为优秀会员。

报告主题：原子量子计算研究进展

摘要：原子量子计算以天然的原子作为量子比特，通过激光、微波等手段操控原子的内外态和相互作用来实现量子门，具有优越的扩展性、极佳的量子连接性和优异的相干性，而且无需低温环境。近几年，原子量子计算取得了一系列突破，在实现实用化量子优势和通用量子计算方面展现了巨大的潜力。报告将介绍我们团队围绕异核中性原子量子计算的一系列关键难题开展的研究，包括两原子量子受控非门的实现和保真度的提高、原子内外态的完全操控和相干时间的突破，无缺陷异核多原子阵列的实现以及并行独立寻址等工作。最后，报告将展望该体系在量子计算方向所面临的机遇和挑战。

李刚，山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室教授、博士研究生导师，国家高层次青年人才。2007年博士毕业于山西大学光学专业。2010-2012年美国威斯康辛大学麦迪逊 分校(University of Wisconsin-Madison)博士后，2016 -2017年 德国马普量子光学所（MPQ）访问学者。现从事单个中性原子的操控和光频区腔量子电动力学方面的实验研究工作，近年来在自由空间单原子阵列量子调控及其与光学微腔中的强耦合方面完成了一系列有影响的工作。共发表论文120余篇，获批国家专利16项。

报告主题：单原子阵列的量子调控及其与光学腔的耦合

摘要：光学腔与原子强耦合系统，即光频区腔QED系统，是量子光学乃至量子物理的一个基本系统。该系统不但在基础物理研究方面具有重要的科学意义，而且能够从原理上展示用于量子信息、量子计算和量子精密测量的系列关键技术。本报告将介绍我们最近在单原子阵列及其与光学腔的强耦合方面的研究工作，包括单原子及其内外态的全控制、单原子阵列与光学腔的强耦合以及基于多原子与光学腔强耦合的光学非互易等研究进展。

周小计，北京大学电子学院教授，博士生导师。2001年获北京大学博士学位，2003年任副教授，2006年在英国帝国理工大学做访问学者。2010年任北大教授，国家一流本科课程负责人。周小计长期从事光和原子相互作用下超冷原子的相干操控、量子模拟和量子精密测量以及激光光谱的研究，在PRL等刊物上发表SCI论文100余篇。国家重点研发计划项目首席科学家，国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目负责人，基金委重点项目负责人，载人航天工程空间站冷原子首期实验科学项目负责人。

报告主题：基于光晶格中超冷原子的量子操控和测量

摘要：冷原子在量子模拟和量子精密测量中具有重要的科学意义和应用价值。首先介绍对光晶格中超冷原子不同能带的操控，实现了新奇的滑动相超流体和三重向列序超流，以及基于原子轨道的单量子比特非绝热几何相全量子门。进一步，通过光晶格中超冷原子的布洛赫振荡，在互易空间中对二维微弱电磁力进行了高精度测量，测量灵敏度2.30（8）×10^（-26）N/√赫兹，长期稳定性10^（-28）N量级。然后介绍我们实现的空间相干光晶格干涉仪，它是在重力方向上由光学晶格修饰的相干物质波的Ramsey-Borde干涉仪，研究了由此产生的具有可调相干的多路径干涉。

国家自然科学基金杰出青年基金获得者，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，广东省珠江学者特聘教授。物理学会量子光学专业委员会委员，光学学会光量子科学与技术专业委员会委员。2004年本科毕业于武汉大学，2009年博士毕业于中科院武汉物理与数学研究所。主要从事冷原子物理实验研究，具体研究方向包括：（1）量子计算与量子模拟；（2）量子网络与量子存储；（3）量子精密测量。