Medienberichten zufolge haben die Professoren Pan Jianwei und Lu Chaoyang von der University of Science and Technology of China mit Kollegen wie dem Forscher Zhong Hansen vom Shanghai Quantum Science Research Center/Shanghai Artificial Intelligence Laboratory zusammengearbeitet, um mithilfe der Technologie der künstlichen Intelligenz ein hohes Maß an Parallelität und einen konstanten Zeitverbrauch unabhängig von der Array-Größe zu erreichen.Defektfreie zwei- und dreidimensionale Atomarrays aus bis zu 2024 Atomen wurden erfolgreich in 60 Millisekunden konstruiert und stellten damit einen neuen Weltrekord für die Größenordnung defektfreier Atomarrays in neutralen Atomsystemen auf.

Das neutrale Atomsystem hat sich aufgrund seiner hervorragenden Skalierbarkeit, hochpräzisen Quantengatter, hohen Parallelität und beliebigen Konnektivität zu einer Quantencomputer- und Quantensimulationsplattform mit großem Potenzial entwickelt. Dieses System verwendet ein optisches Pinzettenarray, um neutrale Atome einzufangen. Es muss zunächst die anfängliche zufällig besiedelte Atomanordnung durch Umlagerungstechnologie in eine defektfreie Atomanordnung umwandeln und dann auf dieser Grundlage Quantenlogik-Gatteroperationen durchführen.

Herkömmliche Umlagerungsmethoden sind durch die zeitliche Komplexität, den Atomverlust, die Berechnungsgeschwindigkeit usw. begrenzt, die mit der Array-Größe zunehmen. Die Array-Größe bleibt auf dem Niveau von mehreren hundert Atomen und lässt sich nur schwer weiter ausbauen.

Um dieses Problem zu lösen, entwickelte das Forschungsteam eine innovative Technologie der künstlichen Intelligenz, um räumliche Hochgeschwindigkeitslichtmodulatoren in Echtzeit für eine dynamische Auffrischung anzusteuern und alle Atome gleichzeitig durch präzise Steuerung der Position und Phase des optischen Pinzettenarrays zu bewegen.

In dieser Arbeit demonstrierte das Forschungsteam die willkürliche Neuordnung der Konfiguration von zwei- und dreidimensionalen Atomarrays und erreichte eine defektfreie Anordnung von bis zu 2024 Atomen in einer Gesamtzeit von nur 60 Millisekunden.Mit zunehmender Größe des Atomarrays bleibt der Zeitaufwand dieser Umlagerungsmethode unverändert, sodass sie in Zukunft direkt auf defektfreie Array-Umordnungen im Maßstab von Zehntausenden von Atomen angewendet werden kann.

Derzeit erreicht das System eine Einzelbit-Gatetreue von 99,97 %, eine Doppelbit-Gatetreue von 99,5 % und eine Erkennungstreue von 99,92 %. Es hat das höchste internationale Niveau der Harvard University in den Vereinigten Staaten erreicht und eine technische Grundlage für den Aufbau eines fehlertoleranten universellen Quantencomputers auf Basis neutraler Atomarrays gelegt.