创记录的混合原子阵列可以为量子计算机RAM和CPU提供动力

　　据悉，芝加哥大学（University of Chicago）的研究人员展示了一项有助于扩大量子计算机规模的关键技术，并利用它创建了一个具有破纪录的512量子位的模型。该团队将两种元素的原子组合成一个数组，这样一来，一种类型的原子可以在同一时间进行操作，而不会干扰它的邻居。
　　量子计算机是利用量子物理的奇异领域（包括叠加和纠缠）来执行计算和存储信息的设备。有了这一技术，量子计算机的性能将超过传统计算机几个数量级，但它们的不稳定性使其难以扩大规模。
　　最有前途的量子计算机结构之一是由一组充当量子位元的原子组成，每个量子位元都用激光束固定。通常情况下，这些阵列中的原子都是同一元素，这使得它们可以缠结在一起形成一个大的组。问题是，这使得在不干扰相邻原子的情况下操纵单个原子变得困难，这也意味着测量数据可能会破坏整个系统。
　　在这项新的研究中，研究人员尝试创造一组由铷和铯两种不同元素组成的原子。通过将两个原子交替放置，每个原子都可以被另一种元素的原子包围，这意味着任何给定的量子位元都可以被测量到，而对相邻元素的干扰最小。
　　研究小组表示，这种技术有很多优点。由于每个元素都可以独立控制，一种原子可以用作内存，而另一种原子可以执行计算，这使它们有点类似于传统计算机的RAM和CPU。或者，它可以减少量子计算机重置时的停机时间。
　　这项研究的首席研究员汉内斯·伯尼恩（Hannes Bernien）说：＂当你用单个原子做这些实验时，在某一时刻，你会失去这些原子。然后，你总是必须重新初始化你的系统，首先制造一个新的、冷的原子云，等待单个原子再次被激光捕获。但由于这种杂交设计，我们可以分别对这些物种进行实验。我们可以用一种元素的原子做实验，同时刷新其他原子，然后切换，这样我们总是有量子位可用。＂
　　上图：左图是该团队的铯(黄色)和铷(蓝色)原子混合阵列；右图是这些原子已经被移动成芝加哥威利斯大厦和云门的形状，以展示定制能力。
　　据称，迄今为止的N次测试，该团队展示了一个范围令人印象深刻的阵列：256个铯原子和256个铷原子。总共有512个原子，这使它成为迄今为止组装的最大的量子比特阵列，超过了IBM的Eagle处理器的127个量子比特。
　　不同之处在于，Eagle处理器是一种商业上可用的处理器，而新的混合阵列还只是一个原型，还没有被称为量子计算机的所有必要组件。但该团队表示，这项技术可以用于建造更强大、更稳定的量子计算机。
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