Китайские ученые из Университета науки и технологий создали крупнейший в мире массив из 2024 атомов рубидия для квантовых вычислений. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters, рецензенты назвали это важным шагом в развитии квантовой физики.

Новая платформа использует искусственный интеллект и оптические пинцеты, что позволяет формировать массивы атомов в 10 раз больше предыдущих достижений. Каждый атом выполняет функцию кубита — базовой единицы квантовых вычислений.

Нейтральные ультрахолодные атомы обладают большей стабильностью при масштабировании по сравнению со сверхпроводящими цепями или ионами. Однако раньше атомные системы ограничивались массивами из нескольких сотен элементов из-за медленного позиционирования — каждый атом перемещался индивидуально лазерным пинцетом.

Команда совместно с учеными Шанхайской лаборатории искусственного интеллекта разработала ИИ-систему с высокоскоростным пространственным модулятором света. Технология одновременно перемещает все атомы в нужные позиции, создавая идеальный массив из 2024 атомов за 60 миллисекунд. Время перестановки не зависит от размера массива.

В лабораторных условиях система показала высокую точность: операции с одним кубитом выполняются с точностью 99,97%, с двумя кубитами — 99,5%. Точность определения состояний кубитов достигла 99,92%, что сопоставимо с результатами ведущих мировых институтов.

Текущая версия имеет ограничения: атомы перемещаются только в пределах одного слоя, размер массива ограничен мощностью лазеров. Для дальнейшего развития ученые планируют создать более мощные лазеры и высокоточные модуляторы света.