中性原子体系迈向可拓展通用量子计算机
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中性原子体系在量子模拟方面具有优势,但此前被认为不具备编程和通用的能力。2022年4月20日,两篇发表在《自然》杂志的论文展示了中性原子量子计算机的通用性和可扩展性。威斯康星大学首次在可编程门模型中性原子量子计算机上演示了量子算法,哈佛大学展示了利用中性原子实现可扩展量子处理器的潜力。
威斯康星大学研究团队实现了6个量子比特的纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的制备、化学问题的量子相位估计以及最大割图问题的量子近似优化算法(QAOA)。这些结果突出了中性原子量子比特阵列对于通用可编程量子计算以及对于量子增强传感的非经典态制备的高度可扩展能力。
哈佛大学研究团队展示了一个动态、非局部连接的量子处理器,其中纠缠量子比特在单量子比特和双量子比特操作层之间以高度并行的方式相干输运。该团队使用这种架构来实现纠缠图态的可编程生成。此外,研究人员穿梭纠缠辅助阵列以实现具有13个数据和6个辅助量子比特的表面码态和具有16个数据和8个辅助量子比特的复曲面码态。最后,研究人员使用这种架构实现一种混合模拟-数字演化,还将其用于测量量子模拟中的纠缠熵,并通过实验观察了与量子多体疤痕(quantum many-body scar)相关的非单调纠缠动力学。
信息来源:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04603-6
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04592-6