中性原子与相互作用¶
先学习 Hamiltonian 与可观测量。在 Analog 程序中，几何位置是物理模型的一部分。SDK 的占据编码用 0 表示基态，1 表示 Rydberg 能级。控制波形描述 Rabi 振幅、失谐和相位。
Rabi 振幅决定能级间驱动的强度，失谐描述偏离共振的程度，相位决定横向平面中驱动的方向。它们是不同的控制量，增大失谐不能简单理解为增强 Rabi 驱动。
这里采用简单模型 V(r) = C6/r⁶。显式取正值 C6 = 15625 rad·µm⁶/µs，比较两个距离。这个数用于教学，不是真实设备的校准参数。
"""Read two register geometries and calculate an explicitly chosen interaction."""
from __future__ import annotations
import json
from math import dist
from cascaqit import AtomRegister
def experiment() -> dict[str, object]:
c6 = 15_625.0
rows = []
for spacing in (5.0, 10.0):
register = AtomRegister.line(count=2, spacing=spacing)
distance = dist(register.sites[0].position, register.sites[1].position)
rows.append(
{
"positions_um": [site.position for site in register.sites],
"distance_um": distance,
"interaction_rad_per_us": c6 / distance**6,
}
)
return {
"c6_rad_um6_per_us": c6,
"geometries": rows,
"state_evolution_performed": False,
}
if __name__ == "__main__":
print(json.dumps(experiment(), sort_keys=True))
python examples/learning/foundations/neutral_atoms.py
{
"c6_rad_um6_per_us": 15625.0,
"geometries": [
{
"distance_um": 5.0,
"interaction_rad_per_us": 1.0,
"positions_um": [
[
0.0,
0.0
],
[
5.0,
0.0
]
]
},
{
"distance_um": 10.0,
"interaction_rad_per_us": 0.015625,
"positions_um": [
[
0.0,
0.0
],
[
10.0,
0.0
]
]
}
],
"state_evolution_performed": false
}
距离从 5 µm 增加到 10 µm，相互作用从 1 rad/µs 降至 1/64 rad/µs。脚本构建阵列并计算公式，没有演化量子态。若要研究相互作用对测量分布的影响，需要在 AHSProgram 中显式配置相互作用并执行模拟。
在合适的驱动和失谐条件下，强相互作用可以抑制同时激发，通常称为 Rydberg 阻塞。判断时需要比较相互作用与其他能量尺度，包括激发带宽。仅凭一个原子间距，不能证明程序处于阻塞区间。
练习：C6 改变正负号后，强度绝对值与距离的关系会改变吗？要验证模拟是否确实使用了相互作用，应比较哪两次运行？
答案
V 的正负号改变，绝对值仍满足六次方规律。比较其他条件完全相同、分别启用和禁用相互作用的程序；记录明确的 C6 与几何位置，同时查看实际执行的相互作用报告和可观测量。仅检查配置开关，不能替代数值对照。
下一课：物理单位。SDK 的构建步骤见 Analog 程序指南。