量子計(jì)算

近日，哥倫比亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)在國際頂級期刊《自然》發(fā)表重磅成果，首次將超表面全息技術(shù)與光鑷深度融合，成功實(shí)現(xiàn)單個鍶原子的穩(wěn)定精準(zhǔn)捕獲，并構(gòu)建出規(guī)模達(dá)360,000 個陷阱的光鑷陣列，一舉突破中性原子量子計(jì)算的核心瓶頸。

該團(tuán)隊(duì)采用富硅氮化硅、二氧化鈦等高折射率材料制備超表面，突破傳統(tǒng)空間光調(diào)制器的像素與規(guī)模限制，實(shí)現(xiàn)任意幾何排布、1.5 微米極小間距、超高均勻性的原子陷阱陣列，陣列規(guī)模較傳統(tǒng)方法的約 10,000 個提升超 36 倍，是中性原子光鑷領(lǐng)域的里程碑式突破。

核心利好

1. 單原子操控精度拉滿
2. 穩(wěn)定捕獲單個鍶原子，原子定位、排布、操控精度達(dá)到量子計(jì)算硬件的嚴(yán)苛要求，為單量子比特精準(zhǔn)調(diào)控提供底層支撐。
3. 陣列規(guī)模量級躍升
4. 36 萬陷阱陣列打破傳統(tǒng)技術(shù)上限，直接解決中性原子量子計(jì)算長期面臨的 “規(guī)模上不去” 難題，為大規(guī)模量子比特陣列鋪路。
5. 硬件兼容與可量產(chǎn)
6. 超表面采用 CMOS 兼容工藝，體積小、功耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)，可適配現(xiàn)有量子實(shí)驗(yàn)平臺，具備規(guī)?；慨a(chǎn)與集成潛力。
7. 陣列靈活性大幅提升
8. 支持任意幾何形狀排布，陷阱間距、密度可按需設(shè)計(jì)，適配不同量子算法與硬件架構(gòu)需求。

1. 掃清中性原子量子計(jì)算最大障礙
2. 直接攻克 “可擴(kuò)展、高精度、大規(guī)模原子陣列” 這一核心卡點(diǎn)，讓10 萬 + 量子比特的中性原子量子計(jì)算機(jī)從理論走向工程可行。
3. 重構(gòu)光鑷技術(shù)路線
4. 超表面取代傳統(tǒng)空間光調(diào)制器，成為下一代光鑷的主流方向，推動原子物理、量子光學(xué)、精密測量領(lǐng)域全面升級。
5. 加速量子計(jì)算實(shí)用化進(jìn)程
6. 為量子模擬、量子化學(xué)、密碼破譯、新材料研發(fā)等場景提供更強(qiáng)算力支撐，縮短通用量子計(jì)算機(jī)落地周期。
7. 帶動光電子產(chǎn)業(yè)革新
8. 超表面、微納光學(xué)、量子傳感等關(guān)聯(lián)賽道迎來技術(shù)紅利，催生新型量子芯片、光學(xué)器件與高端裝備。

這一突破標(biāo)志著中性原子量子計(jì)算從 “小規(guī)模演示” 正式邁入大規(guī)?？蓴U(kuò)展時(shí)代，是 2026 年全球量子科技領(lǐng)域最具顛覆性的進(jìn)展之一。