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美國哈佛大學的一項最新研究展示了一種創新型原子“傳送帶”系統，該技術有望徹底解決中性原子量子計算中因原子丟失導致的可擴展性難題。研究團隊通過光鑷陣列實現了原子的實時補充與替換，為大規模量子計算機的開發開辟了新路徑。該研究成果最近發表于《自然》（Nature）雜志。 在當前量子計算領域，超導電路（谷歌、IBM主導）和囚禁離子技術仍占據主流地位。而中性原子量子計算作為新興路線，憑借其獨特的并行操控能力和近期獲得的重大投資，正迅速成為最有潛力的競爭方案之一。 哈佛大學團隊在該項研究中實現了技術突破。他們在高真空裝置中構建了包含超過3000個銣原子的二維陣列，原子間距精確控制在9微米。創新性地在運算陣列下方設置了原子儲層，通過光鑷技術將儲層原子逐個傳輸至制備區，形成預備陣列。通過精密操控，新陣列可準確替換原有陣列，實現“熱插拔”式原子更新。 該系統的核心創新在于采用“邏輯量子比特”架構——將量子信息編碼在原子組而非單個原子上。這種設計確保了即使部分原子丟失，量子信息仍能保持完整并可轉移至新陣列。同時，研究團隊還實現了替換過程中的實時誤差校正，通過在淘汰舊陣列前讀取其量子態，有效修正計算錯誤。 盡管該技術尚未投入實際量子計算應用，但團隊已通過輔助研究證明，基于原子陣列的誤差校正能力已達到與其他量子計算平臺相當的穩健性水平。這項突破不僅大幅提升了中性原子量子計算的實用性，更使其成為當前最具發展前景的量子計算實現方案之一。 此項研究標志著量子計算技術競爭進入新階段，中性原子平臺有望引領下一代大規模量子計算機的發展方向。 --《自然》網站（www.nature.com） |
