|
美國哈佛大學的一項最新研究展示了一種創(chuàng)新型原子“傳送帶”系統(tǒng)，該技術(shù)有望徹底解決中性原子量子計算中因原子丟失導致的可擴展性難題。研究團隊通過光鑷陣列實現(xiàn)了原子的實時補充與替換，為大規(guī)模量子計算機的開發(fā)開辟了新路徑。該研究成果最近發(fā)表于《自然》（Nature）雜志。 在當前量子計算領(lǐng)域，超導電路（谷歌、IBM主導）和囚禁離子技術(shù)仍占據(jù)主流地位。而中性原子量子計算作為新興路線，憑借其獨特的并行操控能力和近期獲得的重大投資，正迅速成為最有潛力的競爭方案之一。 哈佛大學團隊在該項研究中實現(xiàn)了技術(shù)突破。他們在高真空裝置中構(gòu)建了包含超過3000個銣原子的二維陣列，原子間距精確控制在9微米。創(chuàng)新性地在運算陣列下方設(shè)置了原子儲層，通過光鑷技術(shù)將儲層原子逐個傳輸至制備區(qū)，形成預備陣列。通過精密操控，新陣列可準確替換原有陣列，實現(xiàn)“熱插拔”式原子更新。 該系統(tǒng)的核心創(chuàng)新在于采用“邏輯量子比特”架構(gòu)——將量子信息編碼在原子組而非單個原子上。這種設(shè)計確保了即使部分原子丟失，量子信息仍能保持完整并可轉(zhuǎn)移至新陣列。同時，研究團隊還實現(xiàn)了替換過程中的實時誤差校正，通過在淘汰舊陣列前讀取其量子態(tài)，有效修正計算錯誤。 盡管該技術(shù)尚未投入實際量子計算應(yīng)用，但團隊已通過輔助研究證明，基于原子陣列的誤差校正能力已達到與其他量子計算平臺相當?shù)姆�(wěn)健性水平。這項突破不僅大幅提升了中性原子量子計算的實用性，更使其成為當前最具發(fā)展前景的量子計算實現(xiàn)方案之一。 此項研究標志著量子計算技術(shù)競爭進入新階段，中性原子平臺有望引領(lǐng)下一代大規(guī)模量子計算機的發(fā)展方向。 --《自然》網(wǎng)站（www.nature.com） |
