Технология, усовершенствованная искусственным интеллектом, позволяет собирать бездефектные матрицы из тысяч атомов!
Исследователи из Университета науки и технологий Китая и Шанхайской лаборатории искусственного интеллекта разработали новый протокол, использующий искусственный интеллект для объединения тысяч атомов в упорядоченные массивы без дефектов. Этот подход, описанный в статье, опубликованной в Physical Review Letters, позволяет быстро корректировать массивы в режиме реального времени с помощью голограмм, которые проецируются с использованием пространственного модулятора и алгоритмов ИИ.
Профессор Чао-Ян Лу, соавтор статьи, отметил, что интерес к массивам нейтральных атомов возник из желания реализовать мысленный эксперимент Эйнштейна. Исследование направлено на объединение методов ИИ и квантовой физики для решения проблемы создания атомных массивов. Главный исследователь, доктор Хан-Сен Чжун, разработал систему, управляемую ИИ, которая планирует одновременное перемещение всех атомов в оптическом пинцете.
В экспериментах команда использовала высокоскоростной пространственный модулятор света для создания оптической матрицы пинцета. Модель ИИ рассчитывает голограммы для перестановки атомов в реальном времени, что позволяет перемещать все атомы одновременно. Исследователи продемонстрировали сборку бездефектных 2D и 3D массивов, содержащих до 2024 атомов, всего за 60 миллисекунд, при этом время обработки остается постоянным независимо от размера массива.
Метод включает анализ случайно загруженных массивов атомов и вычисление оптимального пути к целевым участкам, что обеспечивает высокий уровень параллелизма и быструю производительность. Это отличает их подход от предыдущих методов, где атомы перемещались последовательно.
Данное исследование открывает новые возможности для реализации квантовых систем, состоящих из бездефектных массивов атомов, что может быть использовано для надежного выполнения квантового моделирования и вычислений. Следующей целью команды является демонстрация квантовой коррекции ошибок и отказоустойчивых квантовых вычислений на основе атомарных кубитов.