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512量子比特！混合原子刷新量子计算机上限！

量子创投界

2022-03-04

导读：芝加哥大学的研究人员展示了一项可以帮助扩大量子计算机规模的关键技术，他们将两个元素的原子组合成一个数组，这样就可以一次操纵其中一种而不会干扰相邻原子。该团队据此创建了一个512个量子比特的模型。

芝加哥大学的研究人员展示了一项可以帮助扩大量子计算机规模的关键技术，他们将两个元素的原子组合成一个数组，这样就可以一次操纵其中一种而不会干扰相邻原子。该团队据此创建了一个512个量子比特的模型。

量子纠缠

量子计算机是利用量子物理学的奇异原理（包括叠加和纠缠等）执行计算和存储信息的设备。有了这一点，量子计算机将胜过传统计算机几个数量级，但它们的不稳定性使得它们难以扩大规模。

原子阵列

原子阵列展示超级玛丽

最有前途的量子计算机结构之一是由充当量子比特的原子阵列组成，每个原子都由激光束固定在适当的位置。通常，这些阵列中的原子都是相同的元素，这使得它们可以纠缠在一起形成一个大群。问题在于，这使得在不干扰其邻居的情况下操纵任何单个原子变得困难，这意味着测量数据可能会破坏整个系统。

铷和铯

在这项新研究中，研究人员尝试创建由两种不同元素（铷和铯）组成的原子阵列。通过将两者交替放置，每个原子都可以被另一个元素的原子包围，这意味着任何给定的量子位都可以在对其邻居的干扰最小的情况下进行测量。

该团队表示，这种技术具有一系列优势。因为每个元素都可以独立控制，一种原子可以用作内存，而另一种则执行计算，这使得它们有点类似于 RAM 和 CPU。或者它可以减少量子计算机重置时的停机时间。

交替进行

“当你用单个原子进行这些实验时，在某些时候，你会丢失原子，”该研究的首席研究员Hannes Bernien 说。“然后你总是必须重新初始化你的系统，首先制造一个新的冷原子云，然后等待单个原子再次被激光捕获。但是由于这种混合设计，我们可以分别对这些物种进行实验。我们可以用一种元素的原子进行实验，同时我们刷新其他原子，然后切换，这样我们总是有可用的量子比特。”