科技日报记者 操秀英
记者从中国科学院周详丈量科学与技能立异研究院获悉，该院詹明生、许鹏团队于中性原子量子计较范畴取患上主要进展。该团队立异性提出并于试验中验证了一种基在光纤阵列的原子量子计较新架构，解决了原子量子计较难以同时实现高并行、高速度及高不变性寻址操控的难题。相干结果发表于《天然-通信》（Nature Co妹妹unications）上。
研究团队卖力人研究员许鹏先容道，于原型体系中，团队于光纤阵列形成的光阱里不变软禁了10个单原子，初次于二维原子阵列中展示了高保真的“肆意单比特门”并行操控，并清楚不雅测到两原子的里德堡壅闭效应——这是实现高保真两比特门的要害物理基础。“该架构可以经由过程复制通道来扩展范围，而且兼容集成光子芯片，为迈向年夜范围中性原子量子计较提供了新的路径。”许鹏说。
中性单原子阵列因具有可扩大、高保真门操作、长相关时间和毗连可重构性等特色，被视为最有潜力迈向年夜范围、容错量子计较的平台之一。然而，怎样实现高效且精准的单原子操控，一直是该系统迈向实用化的最年夜挑战之一。
许鹏先容道，“一个原子就是一个量子比特，只有0.1纳米巨细，要用激光精准操作它很是难。现有的主流寻址要领年夜致有两类，即激光找原子及原子找激光。简朴理解，前者是用统一束光来接连操作差别原子，速率快但效率低，后者是让需要一样操作的原子进入一束年夜的激光照射区域，精度高但速率慢。怎样于包管高精度的同时晋升并行操控效率，这是中性原子量子计较走向范围化必需霸占的焦点技能瓶颈。”
面临这一难题，研究团队立异性地提出一种基在光纤阵列的原子量子计较架构新方案。方案为每一个量子比特分配自力光纤节制通道，使体系可以或许同步、高速、精准地操控肆意原子，于试验上实现了“既快又准”的原子寻址技能冲破。
许鹏夸大，于NISQ（含噪声的中等范围量子）时代，单原子操控的效率与精度直接决议了量子计较的实用化进程。此前，海内外科研团队虽已经于年夜范围原子阵列体系取患上进展，但寻址技能的局限性始终制约机能晋升。“咱们的架构经由过程光纤并行化设计，完全解决了高精度与高效率不成兼患上的抵牾，为中性原子量子计较迈入下一代范围化运用提供了要害技能支撑。”他说。
与正文一道发表的匿名审稿人评审定见高度评价：这是一项精彩的事情，为构建中性原子量子计较机提供了新路子，该研究对于量子计较范畴具备主要而直接的孝敬，同时也将对于量子模仿、光—物资彼此作用以和量子信息科学的研究孕育发生广泛影响。
该研究事情得到科技部、国度天然科学基金委员会、中国科学院以和湖北省科技厅等部分的撑持。
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