【科技资讯】我国构建世界最大规模原子量子计算系统 刷新中性原子阵列规模世界纪录

　　近日，中国科学技术大学潘建伟院士、陆朝阳教授团队与上海量子科学研究中心 / 上海人工智能实验室钟翰森研究员团队合作，利用人工智能技术突破传统限制，在 60 毫秒内成功构建包含 2024 个原子的无缺陷二维和三维原子阵列，刷新中性原子体系无缺陷阵列规模的世界纪录。相关成果以 “编辑推荐” 形式发表于《物理评论快报》，并被美国物理学会《物理》期刊作为研究亮点专题报道，为大规模中性原子量子计算奠定了关键技术基础。

　　中性原子体系：量子计算的潜力平台与技术瓶颈

　　中性原子体系因具备优异的扩展性、高保真度量子门、高并行性及灵活连接性，被视为量子计算与量子模拟的核心潜力平台。其技术路径是通过光镊阵列囚禁中性原子，先将初始随机分布的原子重排为无缺陷阵列，再进行量子逻辑门操作。

　　然而，传统重排方法存在三大瓶颈：一是时间复杂度随阵列规模增长而急剧上升;二是原子在移动过程中易丢失;三是计算速度有限，导致阵列规模长期停留在几百个原子水平，难以满足大规模量子计算的需求。

　　人工智能赋能：60 毫秒实现 2024 个原子无缺陷重排

　　研究团队创新性引入人工智能技术，通过实时驱动高速空间光调制器动态刷新，精确控制光镊阵列的位置与相位，实现所有原子的同步移动。这一突破带来三大优势：

　　规模跃升：成功构建 2024 个原子的无缺陷阵列，远超此前国际纪录;

　　效率突破：总耗时仅 60 毫秒，且耗时不随阵列规模增大而增加，为未来扩展至数万原子规模奠定基础;

　　性能领先：系统单比特门保真度达 99.97%，双比特门保真度达 99.5%，探测保真度达 99.92%，追平美国哈佛大学等代表的国际最高水平。

　　意义与评价：为容错通用量子计算机铺路

　　审稿人评价该成果 “标志着原子量子物理领域在计算效率和实验可行性上的重大飞跃”，认为其 “创新方法具有明确实用优势，对原子阵列研究群体极具吸引力”。

　　该突破不仅刷新了中性原子阵列的规模纪录，更通过人工智能与量子技术的融合，解决了大规模量子计算的核心技术瓶颈，为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计算机提供了坚实支撑，推动我国在量子计算领域持续保持国际领先地位。