AI-wspomagana technika montuje zestawy bez wad z tysiącami atomów
25 sierpnia 2025 r. funkcja
autor Ingrid Fadelli, Phys.org
autor współpracujący
redagowane przez Gabiego Clarka, sprawdzone przez Roberta Egana
redaktor naukowy
redaktor współpracujący
Ten artykuł został sprawdzony zgodnie z procesem redakcyjnym i politykami Science X. Redaktorzy podkreślili następujące cechy, zapewniając wiarygodność treści:
zweryfikowane faktami
publikacja recenzowana przez rówieśników
zaufany źródło
pro-weryfikowany
Symulacja układów kwantowych i rozwój systemów zdolnych do wykonywania obliczeń z wykorzystaniem efektów mechaniki kwantowej opierają się na zdolności do ustawiania atomów w określonych wzorcach z wysokim poziomem precyzji. Aby ułożyć atomy w uporządkowane wzorce znane jako serie, fizycy zazwyczaj korzystają z pułapek optycznych, czyli silnie skupionych wiązek laserowych, które mogą uwięzić cząstki.
Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Chinach oraz Laboratorium Sztucznej Inteligencji w Szanghaju niedawno wprowadzili nowy protokół oparty na sztucznej inteligencji (AI), który mógłby ułatwić ustawienie tysięcy atomów w serie, zapewniając jednocześnie, że te serie są wolne od defektów (tj. brakujących atomów).
Zaproponowane podejście, przedstawione w artykule opublikowanym w czasopiśmie Physical Review Letters, szybko koryguje serie w czasie rzeczywistym przy użyciu hologramów (tj. generowanych komputerowo hologramów światła), które są projekowane za pomocą urządzenia znanego jako modulator przestrzenny, wraz z algorytmami AI, które mogą zaplanować jednoczesny przesunięcie wszystkich uwięzionych atomów na pożądane pozycje.
„Nasze początkowe zainteresowanie seriami atomów neutralnych zaczęło się tak naprawdę od fundamentalnego zainteresowania stuletnią debatą Einsteina-Bohra na temat myślowego eksperymentu zasłony odrzutowej” - powiedział Phys.org prof. Chao-Yang Lu, współautor artykułu. „Nasza ... Zarejestruj się na nasz bezpłatny biuletyn i otrzymuj codzienne lub tygodniowe aktualizacje dotyczące przełomów, innowacji i badań, które mają znaczenie.
Zaproponowana metoda badaczy analizuje losowo załadowane serie atomów i oblicza optymalną ścieżkę od atomów załadowanych w pułapkach optycznych do miejsc docelowych, w których brakuje atomów. Ta ścieżka jest następnie podzielona na zestaw podstawowych kroków.
„Cała ścieżka jest podzielona na N kroków i dla każdego małego kroku używamy modelu AI do obliczania hologramu dla modulatora przestrzennego o precyzyjnej kontroli zarówno pozycji, jak i fazy serii pułapek” - powiedział Zhong. „W czasie rzeczywistym, wszystkie atomy są przesuwane jednocześnie. Nasza metoda osiąga wysoki poziom równoległości i tym samym szybkość i stały czas wykonania.”
Charakteryzującym elementem podejścia zespołu do tworzenia bezdefektowych układów neutralnych atomów jest to, że umożliwia ono równoległe poruszanie się wszystkich atomów w celu uzyskania bezdefektowych układów. Jest to w przeciwieństwie do wcześniej wprowadzonych metod, które zamiast tego poruszają atomy w sekwencjach.
'Osiągnęliśmy szybką i stałą reorganizację, niezależnie od rozmiaru układu,' powiedział Lu.
Ta studium może otworzyć nowe możliwości dla realizacji układów kwantowych składających się z bezdefektowych układów atomów. Takie systemy mogłyby z kolei być wykorzystane do niezawodnego przeprowadzania symulacji lub obliczeń kwantowych.
'Naszym następnym celem będzie przedstawienie korekcji błędów kwantowych i tolerancyjnego na błędy komputingu kwantowego opartego na kubitach atomowych,' dodał Prof. Jian-Wei Pan, współ-autor senior artykułu.
Napisane dla Ciebie przez naszą autorkę Ingrid Fadelli, zredagowane przez Gabę Clark, oraz sprawdzone i przejrzane przez Roberta Egana — ten artykuł jest wynikiem starannej pracy ludzkiej. Polegamy na czytelnikach takich jak Ty, aby utrzymać niezależną dziennikarstwo naukowe przy życiu. Jeśli ta relacja jest dla Ciebie istotna, rozważ wsparcie (zwłaszcza miesięczne). Otrzymasz konto bez reklam jako podziękowanie.
Więcej informacji: Rui Lin et al, AI-Enabled Parallel Assembly of Thousands of Defect-Free Neutral Atom Arrays, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/2ym8-vs82. Na arXiv: DOI: 10.48550/arxiv.2412.14647
Informacje o czasopiśmie: Physical Review Letters , arXiv
© 2025 Science X Network
