首次！科學家實現512個量子位的中性原子體系

近日，芝加哥大學普利茲克分子工程學院的科學家在中性原子量子計算領域取得重大突破，首次實現了具有512個量子位的雙元素原子混合陣列。

據悉，量子位作為量子計算機的基本構件，能夠通過不同技術制成。其中一種技術是利用激光捕獲中性原子以制造量子位，并在2018年獲諾貝爾獎。此前，用于量子計算的中性原子體系只局限于單個原子元素陣列。但由于陣列中的每個原子都具有相同特性，因此要在不干擾相鄰原子的情況下，測量單個原子是極其困難的。

現在，助理教授Hannes Bernien所帶領的團隊創造了一個由銣原子和銫原子構成的雙元素中性原子陣列，可以單獨控制單個原子，并觀察到兩個元素之間的干擾可以忽略不計。他們還實現了首個由512個量子位組成的中性原子體系，為輔助量子比特輔助量子協議提供了途徑，例如量子非破壞性測量和量子糾錯，以及連續運行的量子處理器和傳感器。

目前，谷歌和IBM公司的量子計算機由超導電路構成，只達到約130個量子位。盡管芝加哥大學團隊的設備還不算是量子計算機，但由原子陣列制成的量子計算機將更容易擴大規模，帶來一些新的突破。

Hannes Bernien說：“這種混合的設計，可以分別對這些元素進行實驗。我們可以用一種元素原子做實驗，同時刷新另一種元素原子，再切換過來，這樣我們一直有可利用的量子位。”

該研究論文題為“Dual-Element, Two-Dimensional Atom Array with Continuous-Mode Operation”，已于3月2日發表在《物理評論X》上。

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論文原文：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.12.011040

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標簽： 中性原子