量子计算技术突破 - 潘建伟团队利用AI技术在60毫秒内成功构建2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列 刷新了中性原子体系无缺陷原子阵列规模的世界纪录 [1] - 该系统单比特门保真度达99.97% 双比特门保真度达99.5% 探测保真度达99.92% 已追平以美国哈佛大学为代表的国际最高水平 [6] - 研究团队制作了包含549个原子的动画展示原子重排技术 视频以33倍慢速播放展示铷原子在230×230μm光镊阵列中的动态排列过程 [2][8] 技术原理与创新 - 中性原子体系因具备优异扩展性 高保真度量子门 高并行性和任意连接性 被认为是极具潜力的量子计算平台 [11] - 传统重排方法受限于时间复杂度 原子丢失及计算速度等问题 阵列规模长期停留在数百个原子水平 [12] - 创新性利用AI技术实现高度并行性 操作时间与阵列规模无关 可一次性完成光镊阵列调控 实现原子同步移动 [12] 发展前景与挑战 - 从2024个原子扩展到数万个不存在本质障碍 但需提升激光器功率 挑战更多极限性能 增强整体平台能力 [14] - 预计未来3-5年内量子计算机将在狭窄领域成为科研工具 实现密码破解等大规模应用可能还需10年左右 [14] - 研究由上海量子科学研究中心 上海人工智能实验室及中国科学技术大学专家共同合作完成 [14] 研究团队背景 - 潘建伟院士团队曾构建世界首台超越早期经典计算机的光量子计算原型机 并成功发射墨子号量子科学实验卫星 [19][20] - 团队先后构建"九章"系列量子计算原型机 从76光子发展到255光子 持续刷新光量子信息技术的世界纪录 [21][22] - 陆朝阳教授被诺奖得主称为"量子鬼才" 与潘建伟共同完成多项量子计算突破性研究 [25] 技术应用展示 - 研究人员通过检测原子受激光脉冲激发产生的荧光信号 对549个原子的空间位置进行实时成像与追踪 [9] - 展示原子在三个水平层中复杂而精确的排列 每层模拟石墨烯结构 右下角配有插图说明 [9] - 当前系统仅需两块英伟达4090显卡即可完成2024个原子的重排计算 规模限制主要来自其他技术与硬件条件 [14]