中性原子量子比特用光镊（optical tweezers）阵列囚禁中性原子（Rb、Sr、Cs 等），量子比特取在原子基态能级（核自旋或精细结构）上。原子间平时几乎无相互作用；做二比特门时用激光把一对原子激发到高量子数的 Rydberg 态，巨大的偶极矩使邻近激发互相阻塞（Rydberg blockade），从而实现受控相位类门，保真度公开报道已达 99.5% 量级。
要点
- 规模与几何：光镊阵列可装载数百到上千原子（QuEra Aquila 256、Pasqal 与 Harvard/QuEra 2023 的 48 逻辑比特实验），且原子位置可在运算中重排——几何可重构是独门优势：既可为QSVT类算法定制连接图，也天然适配需要远程校验的 qLDPC 码。
- 两种比特形态：超精细比特（门快、可中程连接）与 Rydberg 比特（相干时间长、适合存储），可同 chip 混用；碱土原子（Sr/Yb）的光钟跃迁还提供了”锶原子钟”级别的频率稳定性。
- 哈佛/QuEra 团队用 280 个物理原子演示 48 个逻辑比特的容错运算（2023 年末预印本，2024 年刊出；含 48 个逻辑 CCZ 门等非 Clifford 逻辑操作），是中性原子路线的标志性实验；此后该路线在”逻辑门保真度超过物理门”的演示上也领先。
- 代价：门速度 μs 级、原子装载有丢失概率（需重排与补齐算法）、读出后原子常需重新制备；Rydberg 门对激光相位噪声敏感。
关联词条
参考文献
- A. Browaeys, T. Lahaye. Many-Body Physics with Individually Controlled Rydberg Atoms. Nat. Phys. 16, 132 (2020).
- M. Saffman, T. G. Walker, K. Mølmer. Quantum Information with Rydberg Atoms. Rev. Mod. Phys. 82, 2313 (2010).
- D. Bluvstein et al. Logical Quantum Processor Based on Reconfigurable Atom Arrays. Nature 626, 58 (2024). —— 48 逻辑比特实验。