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中性原子阵列与光学腔QED系统已并行发展成为现代实验量子科学的两大支柱。尽管各自平台展现出卓越能力——如原子阵列的高保真量子逻辑运算及腔系统中的强光物质耦合——但二者的结合有望实现快速非破坏性原子测量、构建大规模量子网络以及设计混合原子-光子哈密顿量。然而迄今实验集成仅限于让整个原子阵列与单一全局腔模式耦合，这种配置限制了可寻址性、并行性与扩展性。本研究团队提出“腔阵列显微镜”这一创新实验平台，其中每个原子均可与二维阵列中40余个独立腔模式实现强耦合。该方案无需纳米光子元件，而是采用新型自由空间腔几何结构配合腔内透镜，在微米级光斑尺寸与间距下实现峰值合作度超越1，既能兼容典型原子阵列尺度，又可保持原子远离介质表面。研究团队实现了均匀的原子-腔耦合，并展示毫秒级快速非破坏并行读出技术，包括向光纤阵列传输腔分辨读出信号，为未来网络化应用提供原理验证。该平台具有物种普适性与可扩展性，关键指标有望在下一代兼容玻璃腔实验的系统中进一步提升。此项工作首次开启“多腔QED”新范式，为基于原子阵列的大规模量子网络研究开拓了全新疆域。