在量子计算领域，一项新的突破性成果近日由合肥国家实验室与中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳教授团队，携手上海量子科学研究中心及上海人工智能实验室的钟翰森研究员团队共同实现。他们利用人工智能技术，在构建无缺陷原子阵列方面取得了显著进展，成功地在极短时间内排列了多达2024个原子，创造了中性原子体系无缺陷原子阵列规模的新世界纪录。
这项研究成果在国际学术期刊《物理评论快报》上以“编辑推荐”的形式发表，并受到了美国物理学会《物理》的特别报道，彰显了其在国际学术界的重要地位。
中性原子体系因其出色的扩展能力、高保真度的量子门操作、高度的并行性以及灵活的连接性，被视为量子计算和量子模拟领域极具潜力的平台。然而，传统的原子重排方法在面对大规模阵列时面临诸多挑战，如时间复杂度增加、原子丢失率上升以及计算速度受限等，使得阵列规模难以有效扩大。
为了克服这些难题，研究团队创造性地引入了人工智能技术，通过实时控制高速空间光调制器，实现了对光镊阵列位置和相位的精确调控。这一创新方法不仅显著提高了原子重排的效率，还确保了原子在二维和三维空间内的任意构型排列。实验中，团队成功地在60毫秒内构建了包含2024个原子的无缺陷阵列，且该方法的耗时与阵列规模无关，预示着未来在数万原子规模上的广泛应用前景。
该系统的性能表现也十分亮眼。单比特门保真度达到了99.97%，双比特门保真度为99.5%，探测保真度则高达99.92%，这些指标均已达到或接近国际最高水平，为构建基于中性原子阵列的容错通用量子计算机奠定了坚实的基础。
此次研究的成功离不开科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、安徽省、上海市以及新基石科学基金会等机构的支持。这一成果不仅展示了中国在量子计算领域的强大研发实力，也为全球量子计算技术的发展注入了新的活力。
