使量子系统更具可扩展性是量子计算机能进一步发展的关键要求之一，因为随着系统规模的扩大，量子计算机能提供的优势会变得越来越明显。来自德国达姆施塔特工业大学的研究人员最近朝着实现这一目标迈出了关键一步。他们的研究成果现已发表在一份权威刊物上。

基于二维光镊阵列的原子量子处理器是使用聚焦激光束创建的，它是开发量子计算和模拟的最有前途的技术之一，将在未来实现非常有益的应用。从药物开发到交通优化的各种应用都将受益于这项技术。

迄今为止，这些处理器已经能够容纳几百个单原子量子系统，其中每个原子代表一个量子信息的基本单位——量子比特或量子位。为了取得进一步的进展，有必要增加处理器中量子比特的数量。而达姆施塔特工业大学物理系“原子-光子-量子”研究小组的Gerhard Birkl教授领导的团队现已实现了这一目标。

在2023年10月初首次发表在arXiv预印本服务器上的研究论文中，该团队报告了世界上首次成功实现在单个平面中包含了1000多个原子量子比特的量子处理架构的实验。该论文经过科学同行评审后，现已正式发表在知名期刊OPTICA上。

Birkl教授在谈到他们的成果时表示：“我们非常高兴能够成为第一个突破1000个可单独控制的原子量子比特这一大关的团队，因为有很多其他杰出的竞争者在紧追不舍。”

他们是通过引入一种名为“量子比特增压(Supercharging)”的新方法来实现这一成就的。该方法使他们克服了有限的激光器性能对可用量子比特数量的限制。

在实验中，他们将1305个单原子量子比特加载到一个具有3000个陷阱位点的量子阵列中，并重新组装成具有多达441个量子比特的无缺陷目标结构。通过同时使用多个激光源，这种方法突破了迄今为止被认为是几乎无法逾越的技术界限。(编译:Tmac)