量子计算新突破：加州理工构建6100原子量子系统，实现规模与精度双飞跃

加州理工学院物理学家团队近日在《自然》杂志发表突破性成果，成功构建全球最大规模的中性原子量子计算机系统。该系统通过12000个光镊阵列捕获6100个铯原子作为量子比特，将中性原子量子计算平台的规模从数百比特量级提升至全新高度。

研究团队实现了三项关键性能突破：单比特操控精度达99.98%，相干时间延长至13秒（较既往实验提升近十倍），真空寿命达到23分钟。项目负责人Manuel Endres教授指出，这些指标标志着中性原子系统首次同时满足大规模化与实用化量子设备的双重需求。该技术路线特有的物理可重构性优势，使得原子能在计算过程中通过移动光阱动态调整连接方式，克服了传统硬件拓扑结构的刚性限制。

这一进展为量子计算领域带来新的竞争格局。相比IBM计划2033年实现的10万超导量子比特系统，理论物理学家John Preskill分析认为，中性原子系统可能仅需数万量子比特即可完成同等复杂度的计算任务。不过研究团队强调，要实现化学模拟等实际应用，仍需通过数千物理量子比特编码逻辑量子比特，并完成大规模纠错验证。

当前全球量子计算研发呈现多路线并进态势，除加州理工学院的中性原子系统外，IonQ的离子阱方案、Quantinuum的容错量子计算机计划均设定在未来五年内取得重大突破。中国科研团队近期也在该领域取得进展，成功构建2024个原子的无缺陷阵列。业界普遍认为，此次6100量子比特系统的问世，标志着量子计算技术开始从实验室走向实际应用的转折点。