6100比特量子处理器打破量子计算记录

https://www.dprenvip.com/wp-content/uploads/2025/10/LaserFocus.jpg又一项重大的量子计算记录被打破，而且幅度相当大：物理学家如今构建了一个包含6100个量子比特的阵列，这是同类中规模最大的，远远超过此前系统所包含的约一千个量子比特。
这是加州理工学院科学家的成果，他们使用铯原子作为量子比特，通过一套复杂的激光系统将其捕获固定，该激光系统如同镊子一般，尽可能保持原子的稳定。
量子比特与传统计算机的经典比特不同，它利用了所谓的叠加态：不只是1或0的二进制状态，而是一系列概率分布，这使得算法能够解决传统计算方法难以企及的问题。
然而，要使量子算法具有实用性，需要大量的量子比特。构建这些大型阵列的原因之一是纠错，通过提供冗余来反复检查机器的运行，有助于克服量子比特固有的脆弱性。
“对于中性原子量子计算而言，这是一个激动人心的时刻，”物理学家曼努埃尔·恩德雷斯表示，“我们现在看到了通往大型纠错量子计算机的道路。基础构建已经就位。”
实现量子比特数量的这一飞跃并非源于单一突破，而是在许多关键领域的一系列工程进展——从激光镊子到超高（极低压力）真空腔。
稳定性也是量子计算系统面临的一个问题。这个最新阵列中的创新使得量子比特能在叠加态中保持近13秒——几乎是先前配置时长的十倍。
此外，单个量子比特的操控精度可达99.98%，为量子技术的可编程性确立了重要基准。
“通常认为大规模、更多原子会以牺牲精度为代价，但我们的结果表明两者可以兼得，”物理学家野村恭平说，“没有质量，量子比特就毫无用处。现在我们既有数量又有质量。”
要使量子计算机成为现代超级计算机的实用替代品，还需要更多的量子比特以及更高水平的稳定性。专家们正从多个不同角度解决这个问题，这就是为什么某些类型量子计算机的记录不一定适用于其他类型。
接下来，研究人员需要致力于利用纠缠现象，这将使系统从存储信息跃升至实际处理信息。在不久的将来，我们或许就能使用这些计算机来发现新材料、新物质以及物理学基本定律。
“令人兴奋的是，我们正在创造机器，以量子力学独有的方式帮助我们了解宇宙，”物理学家汉娜·马内奇说。
这项研究已发表在《自然》杂志上。