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中性原子量子处理器利用里德堡阻塞实现多量子位相位操作，但缺乏类似的天然交换与条件交换门——这些基础操作对态验证、费米子与XY模型模拟以及大尺度量子位阵列中的高效路由至关重要。该研究团队通过解除干涉跃迁路径间的简并性，证明单个里德堡激发态原子可控制原子对之间的态交换。基于此机制，研究人员实现了保真度超过99%的直接受控SWAP（弗雷德金）门：与分解式实现方案相比，其电路深度降低一个数量级，并显著减少里德堡态组件的退相干与衰变风险。该机制在150μK多普勒展宽和实际激光强度噪声下仍保持稳健性，并可自然扩展至包括多控制条件交换门（Ck-SWAP）和条件复用SWAP门在内的完整门族。通过将受控交换操作作为中性原子的原生物理操作，该工作提供的多量子位门能实现高阶态验证协议、占据数依赖的模拟以及光学晶格间的条件路由功能。