中性原子量子计算机上逻辑计算的重复辅助比特复用
基于光镊阵列中捕获的中性原子的量子处理器具有诱人的特性,包括相对容易的量子比特数量扩展能力,以及通过原子位移实现任意门连接的工程设计能力。然而,这类平台存在固有的原子流失问题,在量子计算过程中实时替换丢失原子的能力此前一直未能实现。该研究团队展示了在保持其他原子相干性的前提下,对部分原子进行测量、重新初始化及必要时替换的操作能力。这使得团队能够执行包含单量子比特门、双量子比特门以及中途重复测量的逻辑电路,同时补偿原子流失造成的影响。 通过重复码中多达41轮的综合征提取实验,该工作突显了这一技术优势。研究人员还将中途测量、原子替换与实时条件分支相结合,成功制备出逻辑编码贝尔态的先导态。最终,实验证明了在维持现有原子相干性的同时,通过原子束补充光镊阵列中缺失原子的能力——这一关键突破为实现超过系统单个原子寿命的逻辑运算时长迈出了重要一步。
