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中国科学家刷新世界纪录:60毫秒构建2024原子无缺陷量子阵列

时间:2025-08-13 12:51:36来源:央广网编辑:快讯团队

中国科学技术大学传来振奋人心的科研突破消息,该校的潘建伟院士、陆朝阳教授携手上海量子科学研究中心及上海人工智能实验室的钟翰森研究员等科研团队,成功将人工智能技术与中性原子体系相结合,实现了前所未有的原子阵列构建速度与质量。

这一创新研究的核心在于,科研团队通过人工智能技术,不仅实现了高度的并行处理能力,还确保了操作时间与原子阵列规模无关,维持常数级的时间消耗。令人瞩目的是,他们仅用时60毫秒,就成功排列出了包含2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列,这一成就刷新了中性原子体系无缺陷原子阵列规模的世界纪录。

中性原子体系因其卓越的扩展潜力、高精度的量子门操作、高度的并行处理能力和灵活的连接性,被视为量子计算和量子模拟领域的明日之星。然而,传统的原子重排技术面临时间复杂度增加、原子丢失率上升和计算速度受限等多重挑战,使得阵列规模难以突破数百原子的瓶颈。

为了克服这些难题,研究团队引入了人工智能技术,通过实时控制高速空间光调制器,实现了对光镊阵列位置和相位的精确调整,从而能够同时移动所有原子。这一创新方法不仅成功演示了二维和三维原子阵列的任意构型重排,而且在大规模原子阵列的构建中保持了恒定的高效性。即使面对数千原子的规模,该技术的操作时间也保持稳定,预示着未来在更大规模原子阵列重排方面的广泛应用前景。

此次研究中,系统展现出了卓越的性能指标,单比特门保真度高达99.97%,双比特门保真度达到99.5%,探测保真度也达到了99.92%,这些指标已经与国际顶尖水平持平,为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计算机奠定了坚实的基础。

国际审稿专家对这项研究给予了高度评价,认为它不仅在计算效率和实验可行性方面实现了重大飞跃,而且提供了一种具有明确实用优势的创新方法,对原子阵列实验这一庞大且快速发展的研究领域将产生深远影响。

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