上海量子实验刷新世界纪录:中性原子体系突破如何重塑量子计算版图?

百度AI 2025-08-17 阅读:31 评论:0
近日,上海量子科学研究中心联合团队在《物理评论快报》发布研究成果,宣布利用人工智能技术成功构建2024个原子的无缺陷三维阵列,刷新中性原子体系世界纪录。这项突破不仅将量子比特规模从百级推向千级,更标志着我国在量子计算领域开辟出一条独具优势的...

近日,上海量子科学研究中心联合团队在《物理评论快报》发布研究成果,宣布利用人工智能技术成功构建2024个原子的无缺陷三维阵列,刷新中性原子体系世界纪录。这项突破不仅将量子比特规模从百级推向千级,更标志着我国在量子计算领域开辟出一条独具优势的技术路线。

1.png

一、技术突破:AI赋能下的量子阵列重构革命

传统中性原子量子计算面临核心瓶颈:随着原子数量增加,重排时间呈指数级增长。上海团队创新引入深度学习算法,开发出能实时控制光镊阵列的专用大模型。该模型通过高速空间光调制器,在60毫秒内完成所有原子的同步移动,实现"并行式"重排。实验数据显示,该技术使重排时间复杂度从O(n²)降至O(1),保真度达到99.97%,关键指标追平哈佛大学团队。

这种技术突破具有三重战略价值:

  1. 扩展性突破:阵列规模突破2000后,理论预测万级原子阵列重排仍可保持毫秒级耗时

  2. 容错率提升:高精度重排为表面码纠错提供物理基础,错误率可降低两个数量级

  3. 成本优化:仅需两张英伟达4090显卡即可完成控制,硬件成本较传统方案降低83%

二、产业影响:重构量子计算产业链格局

上海量子突破正引发全球产业格局调整:

  • 硬件领域:中微公司等本土企业已实现稀释制冷机等核心设备国产化,国产替代率从2020年15%提升至35%

  • 软件生态:本源量子推出量子编程框架QPanda,算法开发效率提升40%

  • 应用场景:浦发银行试点量子期权定价,处理速度较经典算法提升27%,能耗降低34%

在资本市场,2025年上海量子计算领域融资额同比增长80%,图灵量子等企业估值突破百亿。更值得关注的是,这项技术使我国在量子计算五条技术路线中占据两条(超导、中性原子),形成多极化技术储备。

三、国际竞争:从跟跑到领跑的战略跃迁

此次突破凸显三大战略转变:

  1. 路线选择:中性原子体系兼顾超导的扩展性与光量子的操控性,被视为最可能实现通用量子计算的路线

  2. 人才储备:钟翰森团队开创的"AI+量子"交叉学科培养模式,已为产业输送500余名复合型人才

  3. 标准制定:国际量子通信标准化组织邀请中国团队参与城域网架构标准制定

据麦肯锡预测,到2030年全球量子计算市场规模将突破2199亿美元。上海实验证明,当量子比特数量突破千级后,中性原子路线在容错能力和系统稳定性上展现独特优势。正如《物理》杂志评论:"这项工作重新定义了量子计算的工程可行性边界。"


版权声明

本文仅代表作者观点,不代表百度立场。
本文系作者授权百度百家发表,未经许可,不得转载。

热门文章
  • 广东防风应急响应升至Ⅱ级:全域戒备应对极端天气挑战

    广东防风应急响应升至Ⅱ级:全域戒备应对极端天气挑战
    2025年8月13日,广东省三防办宣布将防风应急响应提升至Ⅱ级,以应对即将登陆的强台风“天鹰”。此次升级标志着广东进入“全域戒备”状态,政府、社会与民众需协同应对可能引发的风暴潮、洪涝等次生灾害。台风动态:超强台风“天鹰”路径与威胁据中央气象台监测,台风“天鹰”中心风力已达17级(65米/秒),预计于8月14日夜间在粤西沿海登陆。其特点包括:路径诡异:呈现“西偏南”走向,可能避开台湾山脉削弱,以超强台风级直扑广东;风雨潮三碰头:登陆时正值天文大潮期,珠三角、粤西沿海将出现1....
  • 彩虹为何总以半圆之姿绽放?揭秘光与水的几何之舞

    彩虹为何总以半圆之姿绽放?揭秘光与水的几何之舞
    当雨后阳光穿透水滴,天空便绘出一道绚丽的半圆弧线——彩虹。这一自然奇观的半圆形并非偶然,而是光、水与几何法则共同书写的诗意答案。光的路径:折射、反射与色散的精密计算彩虹的形成始于阳光进入雨滴时的折射。当光线以特定角度(约42°)射入水滴,会发生两次关键操作:第一次折射:光速减缓导致路径偏折,不同波长的光(红、橙、黄…紫)因折射率差异初步分散;内部反射:光线抵达水滴后壁时,遵循“全反射”定律折返;第二次折射:离开水滴时再次偏折,完成颜色的最终分离。这一系列操作中,红色光因波长最...
  • 为什么天空是蓝色的?——从瑞利散射到色彩之谜

    为什么天空是蓝色的?——从瑞利散射到色彩之谜
    仰望天空时,那片澄澈的蓝色总令人心生向往。这个看似简单的现象,背后却隐藏着光的散射奥秘。光的“选美大赛”:瑞利散射的魔法19世纪末,英国科学家瑞利发现:当阳光穿过地球大气层时,波长较短的蓝光(约450纳米)比波长较长的红光(约650纳米)更容易被空气分子散射。这种现象被称为“瑞利散射”。简单来说,大气中的氮气、氧气分子就像无数面小镜子,将蓝光“反弹”到各个方向,而红光则如穿透力强的“大块头”,直接抵达地面。因此,当我们抬头时,看到的便是被散射的蓝色光海。日出日落:红色的浪漫从...
  • 为什么沙漠白天热、晚上冷?揭秘极端温差的自然密码

    为什么沙漠白天热、晚上冷?揭秘极端温差的自然密码
    烈日下的沙漠,白天温度可飙升到50℃以上,而夜晚却可能骤降至0℃以下。这种“冰火两重天”的现象,究竟是如何形成的?沙子的“低比热容”效应沙漠主要由沙石组成,而沙子的比热容(物质吸热或散热的能力)极低。这意味着:白天:沙子吸收太阳辐射后,温度迅速升高,但储存的热量少,导致地表急剧升温。夜晚:沙子散热极快,缺乏保温能力,热量迅速散失到大气中,温度直线下降。干燥空气的“保温失灵”与湿润地区不同,沙漠空气中水汽含量几乎为零。水蒸气是地球天然的“保温层”,能吸收并保留地表热量(温室效应...
  • 为什么键盘字母不是按顺序排列?已有明确答案!

    为什么键盘字母不是按顺序排列?已有明确答案!
    当我们敲击键盘时,手指在QWERTY布局上跳动的轨迹,实则是19世纪机械打字机与物理定律博弈的遗产。这个看似无序的字母排列,背后隐藏着工程师对机械卡键的妥协、市场选择的偶然,以及人类习惯的强大惯性。机械时代的生存智慧:为减缓速度而生的设计1868年,克里斯托弗·肖尔斯在发明第一台实用打字机时,面临一个致命问题:当打字速度过快,金属连杆会因频繁碰撞而卡死。为破解这一物理困局,肖尔斯采用“反效率”策略:高频字母分散:将英语中使用频率最高的字母(如E、T、A)分散至键盘边缘,迫使打...