Em 23 de junho, a empresa local de Xangai, China, Xuansiang Technology, desenvolveu com sucesso o primeiro chip de superfície capaz de gerar uma matriz de pinças ópticas atômicas de milhões de átomos, superando o gargalo óptico central que há muito limita a expansão em escala da computação quântica de átomos neutros, fornecendo a capacidade de hardware prévia essencial para a computação quântica tolerante a falhas de uso geral em escala de milhões de qubits. Este resultado foi alcançado através de um esforço conjunto entre a Xuansiang Technology da China e a empresa chinesa de computação quântica de átomos neutros, Zhongqi Wuliang, onde a Xuansiang Technology foi responsável pela pesquisa e desenvolvimento do chip, e a Zhongqi Wuliang forneceu a plataforma experimental de átomos neutros e suporte para verificação em nível de sistema.
Este chip de pinça óptica de milhões de átomos é voltado para a necessidade de preparação de qubits atômicos em escala ultra grande. A Xuansiang Technology integrou centenas de milhões de unidades ópticas em nanoescala em uma área do tamanho de uma ponta de dedo, capaz de converter diretamente um único feixe de laser em uma matriz de pinças ópticas de milhões de átomos, reduzindo significativamente a complexidade do sistema de pinça óptica atômica. Os sistemas experimentais tradicionais de átomos neutros geralmente dependem de caminhos ópticos de espaço livre em grande escala para gerar matrizes atômicas controladas, resultando em estruturas de sistema complexas e escala de matriz limitada por componentes-chave como moduladores espaciais de luz e deflectores acústico-ópticos. A abordagem de chip comprime a capacidade de geração de campo óptico em estruturas micro-nano, fornecendo um novo caminho de engenharia para integração padronizada subsequente, replicação em lote e iteração contínua.
A computação quântica de átomos neutros requer primeiro o uso de uma matriz de pinças ópticas para prender átomos resfriados individualmente em um ambiente de vácuo, e então realizar a manipulação de portas quânticas através de excitação a laser e interações entre átomos. Se os átomos podem ser carregados, organizados e lidos de forma estável afeta diretamente a expansão da escala de qubits. Este chip de superfície de matriz de pinças ópticas atômicas de milhões de átomos resolve o problema prévio de "preparar primeiro pontos de átomos suficientes". Ele não equivale à construção de um computador quântico de milhões de qubits, mas fornece uma base óptica maior para o carregamento de átomos em grande escala subsequente, integração de sistema e verificação de arquitetura tolerante a falhas.
A Xuansiang Technology e a Zhongqi Wuliang realizaram várias rodadas de verificação em torno do acoplamento de caminho óptico, caracterização da matriz, adaptação da plataforma e procedimentos de teste. A plataforma experimental de átomos neutros da Zhongqi Wuliang forneceu um ambiente operacional real para o chip e realimentou os requisitos reais do sistema para a matriz de pinças ópticas no design, preparação e iteração de verificação do chip, finalmente completando o ciclo fechado do chip de pinça óptica de superfície de milhões de átomos, desde a preparação e teste de campo óptico até a verificação real em uma plataforma de átomos neutros. Outra empresa de átomos neutros em Xangai, Taiyi Liangsheng, também já integrou esta série de chips de pinça óptica e está realizando experimentos relacionados a matrizes em grande escala.
A Xuansiang Technology afirmou que, na próxima fase, com base no chip de pinça óptica de milhões de átomos, em colaboração com parceiros do ecossistema da indústria quântica de Xangai, continuará a enfrentar desafios de engenharia, como carregamento de átomos acima de dezenas de milhares, integração de sistema completo e operação estável de longo prazo. Para a computação quântica de átomos neutros, a matriz de pinças ópticas de milhões de átomos é apenas um dos componentes de hardware críticos no caminho de escalabilidade. A verificação subsequente ainda é necessária em áreas como eficiência de carregamento de átomos, fidelidade de portas quânticas, controle de baixa interferência cruzada, organização de recursos de correção de erros e estabilidade de sistema de longo prazo. Este resultado também mostra que Xangai, China, já formou uma base para esforços colaborativos nas cadeias industriais de átomos neutros, chips ópticos, fabricação micro-nano e óptica de precisão.