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通用量子计算的前景需要可扩展的单量子位和量子位间控制交互。目前，量子计算的三个主要候选平台基于超导电路、捕获离子和中性原子阵列。然而，这些系统与环境和控制噪声具有很强的相互作用，从而导致量子位状态和门操作的退相干。相反，光子与环境很好地分离，并且在分布式量子计算中具有速度和时间优势。光子系统已经展示了解决玻色子采样等特定棘手问题的能力，但在实际可扩展的通用量子计算解决方案方面面临挑战，因为单个光子很难确定地与另一个光子“对话”。在这里，我们提出了一种基于光子和基于原子集合的量子存储器的通用分布式量子计算方案。利用已建立的光子优势，我们通过将光子量子位转换为量子存储状态并采用里德堡阻塞进行受控门操作来介导两量子位非线性相互作用。我们进一步展示了该方案的空间和时间可扩展性。我们的结果表明，光子原子网络混合方法可以成为通用量子计算的替代解决方案。
arXiv:2207.02350v1 [quant-ph] 2022 年 7 月 5 日
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