研究透视： 费米子，碰撞量子门-光学超晶格 | Nature

背景：量子模拟是量子计算的重要应用方向，其中利用费米子原子模拟强关联量子物质具有独特优势。光晶格中的超冷原子是强大的模拟平台，但实现高保真、运动相干的费米子量子门是统一模拟与数字计算能力的关键挑战。研究目的：本研究旨在通过光学超晶格中费米子原子的受控相互作用，实现高保真的碰撞纠缠量子门，为可编程费米子量子处理器奠定基础。结论：研究团队成功实现了保真度高达99.75%的碰撞纠缠门和超过10秒的贝尔态寿命，利用量子气体显微镜微观调控了自旋交换与对隧穿过程，并实现了复合对交换门。该成果为构建全数字费米子量子计算机和模拟高温超导等强关联体系提供了具有竞争力的硬件方案。