中国科大构建国际最大规模原子量子计算系统

　　中国迷信技能年夜学潘建伟、陆向阳传授等与上海量子迷信研究中间/上海人工智能试验室钟翰森研究员等共事互助，哄骗人工智能技能，完成了高度的并行性和与阵列范围有关的常数时间耗损，正在60毫秒内胜利构建了多达2024个原子的完好陷二维以及三维原子阵列，刷新了中性原子系统完好陷原子阵列范围的世界纪录。该要领为年夜范围中性原子量子计较奠基了要害技能根蒂根基。相干研究结果于8月9日以“编纂保举”的情势颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》上，并被美国物理学会《物理》期刊作为研究走光专门报导。

图1：试验安装示用意

　　中性原子系统因优秀的扩大性、高保真器量子门、高并行性以及肆意的毗连性，成为极具后劲的量子计较以及量子摹拟平台。该系统应用光镊阵列囚禁中性原子，起首需求经由过程重排技能将初始随机填充的原子阵列转换成完好陷原子阵列，正在此根蒂根基长进行量子逻辑门操作。传统的重排要领受限于随阵列范围增加的时间庞大度、原子迷失、计较速率等，阵列范围逗留正在几百个原子的程度，难以进一步扩大。

　　为霸占该难题，研究团队立异性地研发人工智能技能，及时驱动高速空间光调制器举行静态刷新，经由过程对光镊阵各位置以及相位的准确节制，同时挪动一切原子。正在该事情中，研究团队演示了二维以及三维原子阵列的肆意构型重排，完成了高达2024个原子的完好陷阵列，总耗时仅为60毫秒。跟着原子阵列范围增年夜，该重排要领耗时坚持没有变，是以将来可以间接使用于数万原子范围的完好陷阵列重排。今朝，该体系单比特门保真度达99.97%，双比特门保真度达99.5%，探测保真度达99.92%，已追平以美国哈佛年夜学为代表的国际最高程度，为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计较机奠基了技能根蒂根基。

图2：数千原子完好陷二维以及三维阵列重排试验成果图

　　审稿人高度评估这项研究事情，以为这一事情“经由过程组装2024个原子的阵列制造了新的纪录”(establishes a new record by assembling 2,024 atom arrays)，“标记着原子相干量子物理范畴正在计较效率以及试验可行性方面的一次重年夜奔腾”(marks a significant leap forward in computational efficiency and experimental feasibility within atom-related quantum physics)，“是一种立异的要领，具备明确且实用的上风，关于原子阵列试验这一复杂且一直成长的研究群体将具备重要吸引力”(an innovative approach, which provides a clear, practical benefit that will be of interest to the large, and growing co妹妹unity of atom array experiments)。

　　该研究事情获得了科技部、国度天然迷信基金委、中国迷信院、安徽省、上海市以及新基石迷信基金会等的撑持。

　　论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/2ym8-vs82

　　《物理》报导链接：https://physics.aps.org/articles/v18/148