Разработанный ими компонент способен формировать массивы, в десять раз превышающие по размеру возможности предыдущих установок, и в перспективе масштабироваться до десятков тысяч элементарных ячеек. Исследование, опубликованное в журнале *Physical Review Letters*, выполнено группой под руководством Пань Цзяньвэя из Университета науки и технологий Китая. Авторы называют его важным шагом к повышению вычислительной эффективности квантовых систем.
В основе эксперимента — искусственный интеллект , который за 0,00006 секунды выстраивает более двух тысяч атомов рубидия — каждый из которых играет роль кубита , то есть двухуровневой квантовой ячейки — в идеально упорядоченные конфигурации. Для этого применялся высокоскоростной пространственный световой модулятор, формирующий лазерные пучки-«ловушки» для удержания и перестановки атомов в двумерных и трёхмерных схемах. Система позволила собрать безупречный массив из 2024 кубитов за 60 миллисекунд, что соответствует мировому рекорду по точности и скорости компоновки.
В работе подчёркивается, что нейтрально-атомные квантовые процессоры обладают высокой масштабируемостью и точностью операций, что делает их перспективной платформой для развития вычислительных архитектур. Основная сложность при переходе к практическим задачам — обеспечить эффективное считывание состояния кубитов при сохранении высокой пропускной способности, то есть скорости выполнения квантовых циклов. Для количественной оценки этой задачи команда ввела новую метрику — скорость итерации квантовых схем (qCIR) — и использовала нормированную квантовую информацию Фишера для характеристики совокупной производительности.
Исследователи отмечают, что разработанная стратегия считывания позволяет находить баланс между сохранением атомов и точностью измерений. Для изотопа ⁸⁷Rb, при реалистичных параметрах эксперимента, они показали достижимость qCIR на уровне 197,2 Гц при использовании одноканальных фотодетекторов и 154,5 Гц при применении камер. При этом система выполняла одиночные квантовые операции с точностью 99,97%, двухкубитные — с точностью 99,5%, а распознавание состояния кубита достигало 99,92%. Такие показатели позволяют говорить о готовности подхода к использованию не только в вычислениях, но и в квантовом сенсинге, моделировании и реализации алгоритмов ближайшего поколения.