量子科技中心_量科网

量子计算是现代科学的核心挑战之一。光晶格中的中性原子已成为领先的计算平台，其中碰撞门为量子逻辑提供了稳定的实现机制。然而，既往实验将超冷碰撞视为动态微调过程，这掩盖了实现本征稳健操作所必需的量子几何与统计特性。该研究团队提出并通过实验证明了一种纯几何双量子比特交换门——通过动态光晶格中费米子原子量子比特双粒子态的瞬态占据实现。这些双粒子态的存在与费米子交换反对称性共同产生了双粒子量子完整态（一种不含动力学相位的几何演化），从而形成了一种对限制势波动与不均匀性具有本征防护作用的门机制。该门的稳健性还因哈密顿量的时间反演与手征对称性得到进一步增强。实验验证了这种卓越的防护性能，在包含超17,000个原子对的整个系统中测得损耗校正后的振幅保真度达99.91(7)%。结合近期发展的原子输运拓扑泵浦方法，该成果为构建大规模高连通量子处理器开辟了新路径。该工作提出了量子逻辑的新范式，将基本对称性与量子统计转化为容错计算的强大资源。