《當原子開始“排隊跳舞”：Santec 空間光調(diào)制器SLM在中性原子量子計算里的神秘力量》

  ICC訊 在中性原子量子計算的世界里，原子們通常都很乖：排隊站好、聽激光指令、執(zhí)行量子邏輯……

  但要讓它們形成任意隊形、精準跳舞？

  沒有一臺好用的空間光調(diào)制器 SLM（Spatial Light Modulator）是不行的。

圖1. Santec SLM-300高功率空間光調(diào)制器

  今天我們來聊聊，為什么越來越多實驗室把 Santec SLM 當成光鑷系統(tǒng)的“隱藏 MVP”。

  一、相位穩(wěn)不穩(wěn)，決定原子聽不聽話 ??

  Santec 殺手锏①：模擬尋址帶來的高相位穩(wěn)定

  SLM 在中性原子平臺中是“光場畫筆”。

  隊形畫不好，原子就不聽話；相位不穩(wěn)定，量子保真度就下降。

  Santec 采用模擬尋址技術(shù)，實現(xiàn)了極高的相位穩(wěn)定度：

  不抖、不飄、不亂跳。

圖2. 超高相位穩(wěn)定度：～0.002π rad.

  二、高功率？Santec 是認真扛的??

  殺手锏②：水冷，定制的高功率耐受LCOS芯片，高招齊出

  下一代大規(guī)模中性原子量子計算應(yīng)用，——光鑷的總激光功率提高數(shù)十上百倍

  而 Santec 的 SLM 則提供：

  · 200 W 的型號，足以覆蓋主流要求

  · 1000 W（1064 nm）更高功率級型號

  對于未來使用數(shù)百瓦激光的光鑷陣列的需求，這點尤其關(guān)鍵。

圖3. 3240個原子的大規(guī)模原子陣列裝載和熒光成像情況[2]

  三、1024 灰階，讓光場“雕刻”更細膩 ?

  殺手锏③：10-bit（1024灰階）高相位分辨率

  更高的相位分辨率帶來什么？

  · 光場補償更平滑

  · 光鑷陣列更均勻

  · AC-Stark 位移更精準

  · 量子操作保真度更高

圖4. Santec SLM-200空間光調(diào)制器

  四、實驗友好：USB 即插即用 + 完整 SDK ??

  許多 SLM 給人的第一印象是“操作復(fù)雜”。

  Santec 在易用性上非常下功夫：

  · USB 模式：脫離系統(tǒng)依賴，可即插即用

  · 一臺電腦可同時控制多臺 SLM

  · 提供 SLMSuite 等完善 SDK，Python / C++ / LabVIEW 均可用

  對于實驗室，意味著：

  “把精力放在量子問題上，而不是驅(qū)動問題上。”

  五、多波段兼容：一臺搞定

  中性原子體系涉及從冷卻、成像到光鑷的多種波長。Santec 提供多種鍍膜方案：

  · 450–1600 nm 的寬譜型號（覆蓋 Rb / Cs / Sr 的主流需求）

  · 365–550 nm 的紫外耐受型號

  對于要在不同波段做光場整形的用戶來說，一臺 SLM 就能覆蓋多項實驗。

圖5. 450 – 1600 nm寬帶AR鍍膜的反射率 (angle: 0 degree).

  六、三位典型用戶，三種真實場景

  1）用戶A：大型中性原子平臺

  · 7 臺 SLM-200

  · 1 臺 SLM-300

  · 多個實驗系統(tǒng)中使用

  關(guān)鍵詞：可靠性、高相位穩(wěn)定性、繼續(xù)擴展

  2）用戶B：Rb 原子創(chuàng)新研究

  · 用于 AC-Stark 位移、任意排布

  關(guān)鍵詞：相位穩(wěn)、易編程、準備采購

  3）用戶C：千原子量級系統(tǒng)規(guī)劃

  · 靜態(tài)光鑷陣列功率 200 W

  關(guān)鍵詞：SLM-300 高耐功率 + 穩(wěn)定性，未來計劃測試

  結(jié)語：當原子乖乖聽話，量子實驗也更好做了

  在中性原子量子計算的體系里，SLM 早已從“光場輔助工具”變成“陣列構(gòu)建核心”。

  而 Santec SLM 以：

  · 高相位穩(wěn)定

  · 高功率承受能力

  · 高相位分辨率

  · 寬譜覆蓋

  · USB 友好模式

  · 完整 SDK

  成為越來越多實驗室構(gòu)建量子平臺時的優(yōu)先選擇。

  如果你正在搭建光鑷陣列、擴容量子比特、提升操控保真度——

  Santec SLM 或許就是你實驗中需要的那塊“關(guān)鍵拼圖”。

  參考資料

  1. https://www.santec.com.cn/products/components/slm/ ，Santec 空間光調(diào)制器

  2. Chiu, NC., Trapp, E.C., Guo, J. et al. Continuous operation of a coherent 3,000-qubit system. Nature 646, 1075–1080 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09596-6

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