在实现量子比特的众多物理体系中，光晶格超冷原子比特和超导比特具备良好的可升扩展性和高精度的量子操控性，是最有可能率先实现规模化量子纠缠的系统。自2010年开始，中国科大研究团队与德国海德堡大学合作，对基于超冷原子光晶格的可拓展量子信息处理展开联合攻关。该团队前期研究中已制备600多对保真度为79%的超冷原子纠缠态，但由于晶格中原子的温度偏高，使得晶格中原子填充缺陷大于10%，这对纠缠原子对连接形成更大的多原子纠缠态和提升纠缠保真度有很大影响。
在最新完成的实验研究中，中国科大团队首次提出使用交错式晶格结构将处在绝缘态的冷原子浸泡到超流态冷原子中的新制冷机制，制冷后使系统的熵降低65倍，达到创纪录的低熵，使得晶格中原子填充率大幅提高到99.9%以上。在此基础上，研究团队开发出两原子比特高速纠缠门，获得纠缠保真度为99.3%的1250对纠缠原子。
中国科大团队表示，后续将通过连接多对纠缠原子的方法，制备几十到上百个原子比特的纠缠态，用以开展单向量子计算和复杂强关联多体系统量子模拟研究。同时，研究成果中的新制冷技术，也将有助于对超冷费米子系统的深度冷却，使得系统达到模拟高温超导物理机制的苛刻温区。
