光镊中原子运动态的量子操控与超纠缠冷却新机制

为解决光学镊子体系中原子运动态量子操控的难题，研究人员开发了基于擦除冷却（erasure cooling）的普适性机制，将运动激发转化为可定位错误，实现了超越传统边带冷却的基态制备。通过相干操纵纯净运动态，团队完成了中途读取（mid-circuit readout）和擦除检测，并在分离镊子中构建双原子运动纠缠态，最终同步实现运动与光学量子比特的贝尔态（Bell state）超纠缠（hyperentanglement），为中性原子量子计算开辟了新路径。

　　

在光学镊子（optical tweezers）这一量子信息处理平台上，锶原子阵列的精密操控取得突破性进展。研究团队创新性地采用擦除冷却技术——通过将原子运动激发转化为可追踪的"擦除错误"（erasure errors），实现了接近完美的运动基态制备，其效率远超传统边带冷却（sideband cooling）的理论极限。

借助纯净的运动量子态，科学家们展示了令人惊叹的相干操控能力：不仅能在量子计算进程中实时读取原子状态（mid-circuit readout），还能通过局域 shelving 技术检测运动叠加态中的擦除事件。更引人注目的是，团队成功让两个独立光镊中的原子运动发生量子纠缠，并在此基础上首次实现了运动自由度与光学量子比特的双重贝尔态（Bell state）超纠缠（hyperentanglement）。这项突破性工作解锁了中性原子体系丰富的量子操作可能性，为构建环境鲁棒性更强的量子处理器奠定了关键基础。