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巨大的量子飞跃：新技术可以实现 100,000 量子位计算机
他们将光镊与超表面结合起来，捕获了 1000 多个原子，并有可能捕获数十万个原子。量子计算机只有能够使用更多的量子位（即量子位）进行操作，才能超越经典计算机。当今最先进的系统包含大约 1,000 个量子位，但哥伦比亚大学物理学家 Sebastian Will 和 [...]
来源:SciTech日报他们将光镊与超表面结合起来，捕获了 1000 多个原子，并有可能捕获数十万个原子。
量子计算机只有能够使用更多的量子位（即量子位）进行操作，才能超越经典计算机。当今最先进的系统包含大约 1,000 个量子位，但哥伦比亚大学物理学家 Sebastian Will 和 Nanfang Yu 正在努力实现更大的规模。
“我们正在为实现具有超过 100,000 个量子位的量子计算机奠定关键基础，”威尔说。在《自然》杂志上发表的一篇新论文中，威尔和余结合了两种强大的技术——光镊和超表面——来大幅缩小中性原子阵列的尺寸。
突破量子比特瓶颈的路线
中性原子阵列已成为构建量子硬件的主要方法之一。在 Will 和 Yu 研究小组的研究生 Aaron Holman 和 Yuan Xu 领导的一次关键演示中，该团队成功捕获了 1000 个锶原子。他们的结果还表明，相同的技术可以扩展到包含超过 100,000 个原子的系统。
原子非常适合用作量子位，因为它们自然支持计算所需的量子行为，包括叠加和纠缠。同样重要的是，给定类型的每个原子都是相同的。这消除了单独调整和同步量子位的需要，随着制造系统尺寸的增加，这对制造系统来说是一个日益严峻的挑战。
“原子是大自然自己的量子比特；完全相同且数量巨大。瓶颈始终是找到一种大规模控制它们的方法，”霍尔曼说。
从光镊到平面光学器件
在过去的十年中，研究人员一直依靠光镊阵列来捕获单个原子。光镊是紧密聚焦的激光束，将单个原子固定在其焦点处。
专为强大功能和精度而打造
大规模原子阵列下一步将实现什么
DOI: 10.1038/s41586-025-09961-5
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