两个膨胀到近乎滑稽的大小，并冷却到绝对零度以上的原子，被用来生成一个强大的、速度快得惊人的双量子比特量子门，它可以帮助克服量子计算的一些持续挑战。
由于双量子比特门是高效量子计算机的基本组成部分，这一突破具有巨大的意义，它可能会导致一种新型的量子计算机架构，打破目前无噪声量子操作的限制。
量子比特是“Qubit”一词的缩写，它是传统比特的量子计算等价物——比特是计算技术所基于的基本信息单位。
为了用老式的方法解决问题，信息(以及用于计算它的逻辑)被表示为一个二进制系统，就像电灯开关一样，组成这个系统的所有单元都处于一种单独的开或关状态，或者，它们通常被描述为，1或0。
量子计算如此强大的原因在于，量子比特可以同时具有这两种特性，这是一种被称为量子叠加的状态，量子比特本身并不是一台计算机，然而，与其他量子比特的叠加结合(或纠缠)，它们可以代表一些非常强大的算法。
双量子比特门是一种基于两个纠缠量子比特的量子状态的逻辑运算，它是量子计算机最简单的组成部分，可以让量子比特同时被纠缠和读取。
一段时间以来，科学家们一直在对基于不同材料的量子门进行实验，并取得了一些非凡的突破，然而，有一个问题仍然很重要:由于外部源也被纠缠，量子比特的叠加可以快速且容易地退化。
加快量子门的速度是解决这个问题的最好方法:由于入侵的速度通常低于百万分之一秒(一微秒)，比这更快的量子门将能够“跑过”噪声来产生精确的计算。
日本国家自然科学研究院的物理学家Yeelai Chew带领一组研究人员，利用一种与以往略有不同的方法来实现这一目标，他们采用了一种复杂的装置。
量子比特本身是金属铷的气态原子，利用激光，这些原子被冷却到几乎绝对零度，并利用光镊子(可用于操纵原子尺度物体的激光束)将彼此之间的距离精确定位到微米级。
然后，物理学家用激光脉冲原子，这将电子从离原子核最近的轨道上撞击到一个非常宽的轨道上，将原子膨胀成被称为Rydberg原子的物体，这在现在巨大的原子之间产生了6.5纳秒的轨道形状和电子能量的周期性交换。
使用更多的激光脉冲，研究小组能够在两个原子之间进行量子门操作，研究人员说，这种操作的速度是65亿分之一秒(纳秒)，比以往任何用里德堡原子进行的实验都快100多倍，这创造了基于这种特殊技术的量子门的新记录。
这还没有完全打破最快的双量子比特量子门操作的总体记录，这是在2019年实现的，在硅中使用磷原子，实现了令人震惊的0.8纳秒，但这项新工作涉及到一种不同的方法，可以避开目前正在开发的其他类型的一些限制。
此外，探索不同的体系结构可以找到一些线索，有助于最大限度地减少其他类型硬件的缺陷。
该团队表示，接下来的步骤相当明确，为了提高精度，他们需要用一种专用激光器来取代商用激光器，因为激光会产生噪音，并实施更好的控制技术。
这项研究发表在《Nature Photonics》期刊上。
https://www.sciencealert.com/we-have-a-new-record-for-the-fastest-two-qubit-quantum-gate-between-atoms
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