锶原子外层具有两个电子，因此其存在单重和三重两套近乎独立的电子能级，其中基态1S0与3P0亚稳态双重禁界、理论线宽为零，光镊装载的锶原子阵列能够作为理想的钟态跃迁进行量子精密测量[1,2]。实验上能够利用317nm等紫外单光子跃迁将3P0钟态耦合至里德堡态；由于Sr88原子没有核自旋，其里德堡能级极其纯净，同时单光子跃迁强度大，这使得Sr88原子目前两原子贝尔态保真度、两比特量子门保真度可以达到国际上光镊阵列技术路线最高的99.7%水平[3,4]，并且有望近期内提升至99.9%。利用Sr88原子的里德堡长程耦合配合698nm钟态跃迁，可以实现钟态跃迁的自旋压缩[5]、纠缠增强光钟[6,7]等量子增强精密测量等重要应用。同时由于Sr原子钟态跃迁的保真度对原子运动敏感，因此不适合用来编码量子比特发展量子计算，目前学术界正在积极发展三重态中的3P0与3P2亚稳态编码量子比特的新技术路径[8,9]，其中可以使用单重态进行线路中无串扰高速荧光测量，同时可以使用三重态3P1进行线路中无串扰冷却。

另一方面，光镊锶原子阵列也是进行里德堡态长程多体物理研究的理想平台[10,11]。其中里德堡S与里德堡P态能够通过自发交换微波虚光子而产生很强的长程偶极相互作用，该物理机制蕴含了丰富的多体量子物理现象；锶原子里德堡态可以被光阱属于，这使得锶里德堡态可实现的相干演化时间能够显著优于碱金属原子，这为偶极长程自旋输运、量子自旋液体等重要物理问题的研究提供了重要平台。

本课题组由陆朝阳教授与芮俊教授共通领导，专注致力于发展基于锶原子的高精度里德堡态量子模拟与新型量子态编码的量子计算技术研究，诚挚邀请年轻学生、博后加入。

[1] Norcia et al., Seconds-scale coherence on an optical clock transition in a tweezer array. Science 366, 93-97 (2019)

[2] Young et al., Half-minute-scale atomic coherence and high relative stability in a tweezer clock. Nature 588, 408-413 (2020)

[3] Scholl et al., Erasure conversion in a high-fidelity Rydberg quantum simulator. Nature 622, 273 (2023)

[4] Tsai et al., Benchmarking and linear response modeling of high-fidelity Rydberg gates. PRX Quantum 6, 010331 (2025)

[5] Eckner et al., Realizing spin squeezing with Rydberg interactions in an optical clock. Nature 621, 734-739 (2023)

[6] Cao et al., Multi-qubit gates and 'Schr\"odinger cat' states in an optical clock. Nature 634, 315 (2024)

[7] Finkelstein et al., Universal quantum operations and ancilla-based readout for tweezer clocks. Nature 634, 321 (2024)

[8] Pucher et al., Fine-Structure Qubit Encoded in Metastable Strontium Trapped in an Optical Lattice. PRL 132, 150605 (2024)

[9] Tao et al., Universal gates for a metastable qubit in strontium-88. arXiv:2506.10714 (2025)

[10]  Chen et al., Continuous Symmetry Breaking in a Two-dimensional Rydberg Array. Nature 616, 691-695 (2022)

[11] Bornet et al., Scalable spin squeezing in a dipolar Rydberg atom array. Nature 621, 728-733 (2023)