當(dāng)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

12/08/2025，光纖在線訊，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(zhǔn)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(dāng)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(rèn)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(xì)膩 

殺手锏③：10-bit（1024灰階）高相位分辨率[b]

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(zhǔn)
? 量子操作保真度更高
 

[b]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(kuò)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(zhǔn)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(dāng)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(kuò)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

轉(zhuǎn)載出處：光纖在線