北京
来源：环球网
【环球网科技综合报道】11月16日消息，中国科学院精密测量院詹明生、许鹏团队近日在中性原子量子计算领域取得突破性进展。该团队创新性提出并实验验证了基于光纤阵列的量子计算新架构，成功解决了原子量子计算中高并行、高速率与高稳定性寻址操控难以兼顾的核心难题。相关成果于11月4日发表在国际知名期刊《自然-通讯》上，标志着我国在量子计算基础研究与核心器件开发领域迈出关键一步。
中性原子量子计算凭借可扩展性强、门操控保真度高、相干时间长及连接可重构等优势，已成为全球量子计算硬件研发的重要方向。寻址能力作为量子计算可编程性的核心支撑，既是推动量子算法落地的关键技术，也是实现通用、容错量子计算的重要基础。此前，全球范围内的中性原子寻址方案主要分为两类：“原子找激光”方案虽便于并行操作与非局域连接，但原子跨阱移动会增加闲置时间并引入加热，影响深层操作；“激光找原子”方案虽能将闲置时间压缩至微秒量级，但并行寻址能力有限，且存在长期精准对准与指向漂移控制的技术瓶颈。
面对行业痛点，研究团队独辟蹊径设计全新架构。其核心创新在于为每个量子比特配置独立控制通道，将原子囚禁光与寻址光通过同一根单模光纤传输，经共享光路在真空中聚焦形成光镊。这种共路设计使控制光束与原子陷阱天然空间对齐，从根源上消除了机械振动或热漂移导致的光路失准问题，为稳定高效的量子控制提供了物理保障。
实验数据显示，在64根光纤构成的阵列中，团队通过10路通道实现了对10个单原子的精准寻址操控。单个原子的单比特门操作平均保真度达99.66%，4个随机选择的量子比特同时执行任意单比特门操作时，平均保真度仍保持在99.61%。此外，团队还成功实现两原子间的里德堡态阻塞，为高保真两比特门的研发奠定了重要基础。该架构具备灵活扩展潜力，未来可通过复制通道直接扩容，或结合3维光波导阵列与集成光子芯片技术实现大规模扩展，为大规模可控单原子阵列量子计算提供了全新技术路径。（纯钧）
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