【《Physical Review Letters》2026年3月17日】近日，华中科技大学李霖教授课题组在基于里德堡原子光镊阵列的相干操控和高精度测量方面取得重要进展，在《Physical Review Letters》上发表了题为“Microwave Electrometry with Quantum-Limited Resolutions in a Rydberg-Atom Array”的研究文章，团队实现了双里德堡态量子比特的长相干时间操控，连续47个周期的拉比振荡中未观察到明显退相干。作为该高相干性量子比特的应用之一，团队在微波电场测量中同时实现了对场强、时间和空间分辨率三大经典极限的突破。

近年来，里德堡原子阵列凭借其优异的可拓展性、连通性以及可控的相互作用，已发展为极具潜力的量子信息处理平台之一。然而，里德堡原子易受外界干扰而发生退相干，因此相干性是该体系发展的关键制约因素之一。针对这一问题，研究团队将量子比特编码在相邻里德堡态上，通过优化外部电磁场稳定性和发展精密控制技术，在实验中实现了连续47个周期无明显退相干的拉比振荡。该结果表明双里德堡态量子比特具备良好的相干操控性能。研究团队进一步探索了该高相干性里德堡原子比特在量子测量领域的应用。经典微波天线的性能在场强、时间和空间分辨率上分别受热噪声、Chu极限和衍射极限的制约。课题组利用里德堡原子作为相干量子传感器，发展了单原子零差电场探测技术，实现了对上述三大经典极限的突破。

（摘自Y.-W. Zhang, D.-S. Xiang, R. Liao, H.-X. Liu, B. Xu1, P. Zhou, Y. Zhou, K. Zhang, and L. Li, Microwave electrometry with quantum-limited resolutions in a Rydberg-atom array, Phys. Rev. Lett. 136, 053203 (2026).）

图1 实验方案示意图