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物理:光トラップ原子の制御した衝突による多粒子絡み合い

Nature 425, 6961 doi: 10.1038/nature02008

絡み合いは量子力学の本質を表すものであり、ここ数年では量子情報処理や量子計算で不可欠な要素として位置づけられている。したがって、高度に絡み合った多粒子状態の生成実験に挑戦することは、基礎物理の探索のためにも実用的応用のためにも重要である。今回我々は、光格子の周期ポテンシャル中にトラップした中性原子の高度に絡み合った状態の生成について報告する。隣り合う原子同士を制御して衝突させ、超並列演算を行う量子ゲートアレイを実現した。この多体系は、隣接原子間の衝突で生じる位相シフトに応じて、絡み合いを形成したり解いたりするコヒーレントな変動を示す。このダイナミクスは、高度に絡み合った多体状態を示す証拠になる。また、このダイナミクスは系の大きさに関係なく、一回の操作ステップで形成される。

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