構建原子量子計算系統　國際最大規模

安徽省合肥市中國科學技術大學與上海量子科學研究中心及上海人工智能（AI）實驗室合作，近日實現高度並行性以及與陣列規模無關的常數時間消耗，刷新中性原子體系無缺陷原子陣列規模的世界紀錄，屬國際目前最大規模原子量子計算系統。相關研究成果已發表在國際學術期刊《物理評論快報》。

研究團隊透過AI技術實時驅動高速空間光調製器進行動態刷新，再透過對光鑷陣列位置及相位的精確控制，同時移動所有原子。經演示二維及三維原子陣列任意構型重排，研究團隊實現2,024個原子的無缺陷陣列，總耗時僅為60毫秒。該系統單比特門保真度達99.97%，雙比特門保真度達99.5%，探測保真度達99.92%，為構建基於中性原子陣列的容錯通用量子計算機奠定技術基礎。隨着原子陣列規模增大，未來可以直接應用於數萬原子規模的無缺陷陣列重排。

中性原子體系因優異擴展性、高保真度量子門、高並行性和任意的連接性，成為極具潛力的量子計算和量子模擬平台。該體系使用光鑷陣列囚禁中性原子，首先需要通過重排技術將初始隨機填充的原子陣列轉換成無缺陷原子陣列，在此基礎上進行量子邏輯門操作。傳統的重排方法受限於隨陣列規模增長的時間複雜度、原子丟失、計算速度等，陣列規模僅停留在幾百個原子水平。

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