首次！科学家实现512个量子位的中性原子体系

近日，芝加哥大学普利兹克分子工程学院的科学家在中性原子量子计算领域取得重大突破，首次实现了具有512个量子位的双元素原子混合阵列。

据悉，量子位作为量子计算机的基本构件，能够通过不同技术制成。其中一种技术是利用激光捕获中性原子以制造量子位，并在2018年获诺贝尔奖。此前，用于量子计算的中性原子体系只局限于单个原子元素阵列。但由于阵列中的每个原子都具有相同特性，因此要在不干扰相邻原子的情况下，测量单个原子是极其困难的。

现在，助理教授Hannes Bernien所带领的团队创造了一个由铷原子和铯原子构成的双元素中性原子阵列，可以单独控制单个原子，并观察到两个元素之间的干扰可以忽略不计。他们还实现了首个由512个量子位组成的中性原子体系，为辅助量子比特辅助量子协议提供了途径，例如量子非破坏性测量和量子纠错，以及连续运行的量子处理器和传感器。

目前，谷歌和IBM公司的量子计算机由超导电路构成，只达到约130个量子位。尽管芝加哥大学团队的设备还不算是量子计算机，但由原子阵列制成的量子计算机将更容易扩大规模，带来一些新的突破。

Hannes Bernien说：“这种混合的设计，可以分别对这些元素进行实验。我们可以用一种元素原子做实验，同时刷新另一种元素原子，再切换过来，这样我们一直有可利用的量子位。”

该研究论文题为“Dual-Element, Two-Dimensional Atom Array with Continuous-Mode Operation”，已于3月2日发表在《物理评论X》上。

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