研究透视：光腔-中性原子阵列显微镜，并行单原子耦合 | Nature

背景：中性原子阵列和光腔量子电动力学系统是量子科学的两大基础平台，各自具备高保真度量子逻辑和强光-物质耦合的优势，但两者的融合实验长期局限于整个原子阵列与单一光腔模式的耦合，限制了寻址能力和可扩展性。研究目的：为了解决上述限制，研究团队旨在开发一种能够实现每个原子与独立光腔强耦合的新实验平台。结论：研究成功构建了“腔阵列显微镜”，利用自由空间光学元件和腔内透镜，在二维阵列中创建了超过40个独立光腔模式，实现了微米级模式腰斑与间距，与原子阵列尺度兼容，并展示了超过单位1的峰值协同性。该平台实现了均匀的原子-光腔耦合，以及毫秒时间尺度的快速、非破坏性并行读出，并通过光纤阵列进行了原理验证。新一代迭代版本已将光腔数量扩展至超过500个。这项工作开启了多腔量子电动力学研究领域，为基于原子阵列的大规模量子网络开拓了新前沿。