2021年7月7日,來自哈佛-麻省理工學院超低溫原子中心和其他大學的物理學家團隊在《自然》發文稱實現256個量子比特的可編程量子模擬器。該系統是邁向大規模量子機器的重要一步,可用以闡明一系列復雜的量子過程,并最終有助于為材料科學、通信技術、金融和許多其他領域帶來突破。
該項目使用了2017年開發平臺的升級版,可達51量子比特。舊系統使研究人員能夠捕獲超冷銣原子,并使用被稱為光鑷的單個聚焦激光束的一維陣列將它們按特定的順序排列。而新系統允許原子在二維陣列的光鑷中組裝,從而將可實現的系統大小從51量子位增加到256量子位。使用光鑷,研究人員可以將原子排列成無缺陷的模式,并創建可編程的形狀,如正方形、蜂窩或三角形晶格,以設計量子位元之間的不同相互作用。通過研究中的模擬器,研究人員可觀察到一些此前從未在實驗室內實現過的物質量子態,并能對其進行量子相變研究,其精確性足以成為磁性在量子層面上操控的教科書范例。
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