中國科學家在量子物理領域取得了顯著的突破，這一成就可能對未來的量子計算技術產生深遠影響。由中國科學技術大學的潘建偉教授領導的一組研究人員，成功開發出迄今為止最大的原子陣列，用於量子計算。這一突破的核心組件能夠創建的原子陣列規模是以往系統的十倍，這一消息受到中國媒體的報導，並且研究團隊希望未來能夠將其擴展到數萬個微小的基本單元，這將為量子計算的實用化鋪平道路。
這項研究在《物理評論快報》上發表，指出中性原子量子處理器已成為可擴展量子信息處理的一個有前景的平台，具備高保真操作和卓越的量子比特擴展能力。報告中提到，實現實際應用的一個主要挑戰是如何在保持高系統通量的同時，有效地提取讀取結果，也就是量子任務執行的速度。研究人員在研究中開發了一個理論框架，用以量化讀取保真度與原子保持之間的權衡，同時引入了量子電路迭代率的度量標準，並利用標準化量子費舍信息來描述系統的整體性能。
該團隊的人工智能系統能夠實時操作，實現陣列中每個原子的同時移動。研究中，科學家們利用高速空間光調制器來塑造激光束，捕捉並重新排列原子，形成二維和三維圖案。在短短60毫秒內，他們成功構建了一個由2,024個銫原子組成的完美陣列。這一設置的精確度達到世界一流，單量子比特操作的準確率為99.97%，而雙量子比特操作的準確率為99.5%。此外，系統在檢測量子比特狀態方面的準確率也達到了99.92%。
在研究中，團隊表明，通過仔細平衡保真度和保持時間，研究人員展示了一種優化信息獲取效率的讀取策略。他們還發現，考慮到87Rb原子的實驗可行參數，利用單光子探測器和相機，分別可以實現197.2Hz和154.5Hz的量子電路迭代率。這些結果為構建可擴展和高通量的中性原子量子處理器提供了實用指導，並對於傳感器、模擬以及近期算法的實現等應用具有重要意義。這一研究不僅推進了量子計算技術的發展，也為未來的科技創新提供了新的思路。
