論文の概要: Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.02715v1
• Date: Mon, 01 Jun 2026 18:00:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-03 22:00:04.516854
• Title: Trapping 11,000 Atoms in a Tweezer Array Generated by a Single Metasurface
• Title（参考訳）: 単一地表面から発生したツイーザーアレイ中の11,000個の原子の追跡
• Authors: Yuqing Wang, Zhongchi Zhang, Tao Zhang, Yuxuan Liao, Hanteng Wang, Ye Tian, Binjie Ji, Yujia Wu, Luming Ma, Chen Qing, Chengshu Li, Wei Zhang, Yidong Huang, Wenjun Zhang, Xue Feng, Wenlan Chen, Hui Zhai,
• Abstract要約: ツイーザーアレイに11,000個の個々の原子をトラップし、利用可能な量子ビット資源を数十個単位のスケールに到達させる。 この研究は、1万量子ビットスケールの量子コンピュータに向けて重要な第一歩を踏み出す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 21.40850092149928
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The scalability of physical qubit numbers is a central challenge toward a universal fault-tolerant quantum computer. The inherent scalability of atom array quantum computers stems from the identical nature of atomic qubits, so the available qubit resource is primarily limited by the number of atoms that can be trapped and controlled. Here, we robustly trap 11,000 individual atoms in a tweezer array, thereby enabling the available qubit resource to reach the tens-of-thousands scale for the first time among all quantum computation platforms. This advance is enabled by a single metasurface, approximately 2 cm in diameter, that generates the entire tweezer array without the need for microscope objectives, thereby maximizing laser-power efficiency. The large aperture ensures a working distance of about 1.5 cm, allowing the metasurface to be placed outside the vacuum cell and avoiding the technical complications of in-vacuum operation. We further characterize the randomly loaded atom array using the statistical theory of percolation phase transitions. This work takes an important first step toward a quantum computer at the 10,000-qubit scale.
• Abstract（参考訳）: 物理量子ビット数のスケーラビリティは、普遍的なフォールトトレラント量子コンピュータへの中心的な挑戦である。 原子配列量子コンピュータの固有のスケーラビリティは、原子量子ビットの同一の性質に由来するため、利用可能な量子ビット資源は主に閉じ込められ、制御できる原子の数によって制限される。 ここでは、ツイーザーアレイに11,000個の個々の原子をしっかりとトラップし、利用可能なキュービットリソースが、全ての量子計算プラットフォームの中で初めて数十個ものスケールに到達できるようにする。 この進歩は、直径約2cmの単一の準曲面によって実現され、顕微鏡の目的を必要とせずにツイーザーアレイ全体を生成することにより、レーザーパワー効率を最大化する。 大きな開口部は1.5cmの作業距離を確保でき、真空セルの外側に準曲面を配置でき、真空中操作の技術的な複雑さを避けることができる。 パーコレーション相転移の統計理論を用いてランダムにロードされた原子配列を更に特徴付ける。 この研究は、1万量子ビットスケールの量子コンピュータに向けて重要な第一歩を踏み出す。

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