對復雜多體量子系統中各類問題的求解和其中新奇物態的研究是推動現代物理學發展的重要驅動力之一。為了研究這類問題，人們發展出各種解析方法，開發了多種基于平均場、精確對角化、蒙特卡洛和張量網絡態等ansatz的數值計算方法，以及實現了越來越極端的條件、設計出越來越精密的實驗。為了彌補以上方法的不足，近年來快速發展的量子計算和量子模擬技術逐漸成為人們求解復雜量子系統中各類難題的又一類重要手段。里德堡原子陣列系統用光晶格或光鑷將中性原子排布成無缺陷的陣列，再施加外場激光或微波將陣列中的原子激發到給定的里德堡態上，利用里德堡態原子之間相互作用，實現量子邏輯門和各種復雜多體自旋哈密頓量，已經與超導量子線路、離子肼并列成為現階段量子計算和量子模擬的最有競爭力的實驗平臺之一。 

　　本次報告中我將簡要介紹國內學者外最近幾年在里德堡原子陣列系統中取得的主要進展，并講解本人及合作者在該方向做的幾個理論和實驗方面的工作，包括具有長程相互作用里德堡原子鏈模型的矩陣乘積態數值計算方法、高保真度里德堡晶體態的制備方案、20比特GHZ型薛定諤貓態的制備方案和實驗實現、抗噪聲的單原子STIRAP控制波形、多比特吉布斯態的制備方案、高保真度里德堡CZ門的實現方案、多體自旋模型動力學結構因子的量子模擬方案等。 

　　References： 

1.      J. Cui, R. Bijnen, T. Pohl, S. Montangero, T. Calarco,Optimal control of Rydberg lattice gases, Quantum Science Technol. 2 035006 (2017)

2.      A. Omran etc. Generation and manipulation of Schro？dinger cat states in Rydberg atom arrays, Science 365, 570-574 (2019)

3.      Zhi-Ling Wang, Leiyinan Liu, andJian Cui？,Optimized pulse for stimulated Raman adiabatic passage on noisy experimental platform,Chin. Phys. B 30, 080305 (2021)

4.      Qiaoyi Li,Jian Cui？ and Wei Li？, Detecting confined and deconfined spinons in dynamical quantum simulations,Phys. Rev. Research 4, 013193 (2022)