行业技术突破 - 美国量子计算机制造商“原子计算”展示了一种在运行中能自行修复的中性原子量子计算机 克服了原子损耗的关键难题 为开发可持续运行的量子计算机奠定了基础 也为量子计算走向更大规模应用提供了新思路 [1] 技术原理与挑战 - 中性原子量子计算机以中性原子作为量子比特 利用激光束“光镊”将其固定在特定位置 但原子有时会从激光陷阱中逃逸消失 如果发生在计算过程中 整个计算往往会被迫停止 [3] 解决方案与架构 - 研究团队采用“分区管理”办法 将原子分成5个不同的功能区 包括寄存区 交互区 测量区 储备区和加载区 [3] - 当系统发现某个原子丢失时 会立即从储备区调出备用原子放到空缺位置 并将其重置为最低能量状态以立即投入运算 同时完成检查任务的辅助原子可以被回收 重置后重复使用 实现“边运行边修复” [3] 验证与效果 - 研究团队让量子计算机运行了一个重复代码 并连续进行了41轮自检 每轮中系统都能及时补上丢失的原子 而数据运行不受影响 [4] - 研究人员表示 如果没有自我修复功能 系统在几轮运算后就会“耗光原子” 无法继续工作 [4] - 研究表明 中性原子量子处理器可在电路运行中重新初始化并重复使用辅助原子 使得在量子比特寿命有限的条件下 量子电路也能连续运转 [4]