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彭湃消息记者 王蕙蓉 克日，科学家在中性原子量子计较范畴获得严重冲破，初次实现具有512个量子位的双元素原子夹杂阵列。 据领会，量子位作为量子计较机的根基构件，可以经过度歧技术制成。其中一种技术是操纵激光捕捉中性原子以制造量子位，并在2018年获诺贝尔奖。相互感化可控、相关时候较长的中性单原子系统，具有在1平方毫米面积供给不计其数个量子位的范围化集成上风，是停止量子模拟和量子计较的有力候选者。 此前，用于量子计较的中性原子系统只范围于单个原子元素阵列。但由于阵列中的每个原子都具有不异特征，是以要在不干扰相邻原子的情况下，丈量单个原子是极为困难的。 本次，芝加哥大学普利兹克份子工程学院助理教授Hannes Bernien所率领的团队缔造了一个由铷原子和铯原子组成的双元素中性原子阵列，可以零丁控制每个原子，实现了首个由512个量子位组成的中性原子系统。此项研讨明显拓宽了中性原子系统在量子技术方面的潜伏利用，相关功效克日颁发在《物理批评X》(Physical Review X)。
图片来自《物理批评X》(Physical Review X) 今朝，谷歌和IBM公司的量子计较机由超导电路组成，只到达约130个量子位。虽然芝加哥大学团队的装备还不算是量子计较机，但由原子阵列制成的量子计较机将更轻易扩大范围，带来一些新的冲破。 在由两种分歧元素的原子组成的夹杂阵列中，相邻两个原子可所以分歧元素，具有完全分歧的频次。这使得研讨职员更轻易丈量和操纵单个原子，而不受四周原子的干扰。芝加哥大学团队利用512个光镊捕捉铷原子、铯原子各256个，并观察到两个元素之间的干扰可以疏忽不计。
尝试装配，图片来自论文 这项研讨功效将有助于多方面的研讨，包括量子非破坏性丈量、量子纠错，以及延续运转的量子处置器和传感器。 “当你用单一原子做这些尝试时，在某个时辰，你会丧失原子，然后你得经常初始化系统，先制造一个新的冷原子云，并期待单个原子再次被激光捕捉。”Bernien说，“而我们这类夹杂的设想，可以别离对这些元素停止尝试。我们可以用一种元素原子做尝试，同时革新另一种元素原子，再切换过来，这样我们一向有可操纵的量子位。” 这类原子阵列的夹杂特征也为很多利用翻开了大门，这些利用没法经过单一元素原子实现。例如，该研讨中的两种元素自力可控，所以一种元素原子可用作量子存储器，而另一种元素原子可用于量子计较，别离饰演计较机的RAM（随机存取存储器）和CPU（中心处置器）的脚色。Bernien暗示，“我们的工作已经启发理论学家为此思考新的量子协议，这正是我所期望的。” 义务编辑：李跃群 校订：张亮亮 |
