我国科学家开创中性原子量子计算新架构,单原子寻址保真度达99.66%
环球网资讯·2025-11-16 12:19

技术突破核心观点 - 研究团队在中性原子量子计算领域取得突破性进展,提出并验证了基于光纤阵列的量子计算新架构 [1] - 新架构成功解决了原子量子计算中高并行、高速率与高稳定性寻址操控难以兼顾的核心难题 [1] - 该成果标志着在量子计算基础研究与核心器件开发领域迈出关键一步 [1] 技术方案创新 - 新架构的核心创新是为每个量子比特配置独立控制通道,将原子囚禁光与寻址光通过同一根单模光纤传输 [2] - 共路设计使控制光束与原子陷阱天然空间对齐,从根源上消除了机械振动或热漂移导致的光路失准问题 [2] - 该架构具备灵活扩展潜力,可通过复制通道直接扩容,或结合3维光波导阵列与集成光子芯片技术实现大规模扩展 [2] 实验性能数据 - 在64根光纤构成的阵列中,通过10路通道实现了对10个单原子的精准寻址操控 [2] - 单个原子的单比特门操作平均保真度达99.66% [2] - 4个随机选择的量子比特同时执行任意单比特门操作时,平均保真度仍保持在99.61% [2] - 团队成功实现两原子间的里德堡态阻塞,为高保真两比特门的研发奠定基础 [2] 行业背景与痛点 - 中性原子量子计算凭借可扩展性强、门操控保真度高、相干时间长及连接可重构等优势,已成为全球量子计算硬件研发的重要方向 [1] - 寻址能力是量子计算可编程性的核心支撑,是推动量子算法落地的关键技术 [1] - 此前全球中性原子寻址方案存在并行操作与非局域连接难以兼顾的技术瓶颈 [1]