中性原子陣列

中性原子陣列把每個量子位元存放在一個原子裡——常用銣或銫——並用一束聚焦得很緊的雷射（稱為光鑷）把它懸浮固定在真空中。把一束雷射分成許多光點，就能做出由幾百甚至上千個光鑷組成的陣列，每個光點捕獲一個原子。這些原子天生完全一樣，所以不像加工出來的量子位元那樣存在晶片間差異：每個量子位元出廠時都長得一模一樣。需要先說清楚的是，這根本不是一塊光刻晶片——沒有圖案化的矽片，只有一顆顆原子在真空腔裡被光懸著。

量子位元編碼在原子的兩個長壽命內部能階上，閘操作用雷射來完成。要讓兩個原子相互作用，就把它們短暫激發到里德伯態——一種被吹得極大的電子軌道，能讓鄰近的原子彼此強烈地感受到對方。一個突出的特點是光鑷可以被移動：在計算進行到一半時，原子可以被實實在在地拎起來搬走，於是需要相互作用的一對原子就被運到彼此旁邊。這種電路中途的搬移，讓這類機器擁有靈活、可重構的連接性，而不是刻在基板上的固定佈線圖。

說實話，每條路線都要在某處付出代價。原子偶爾會從陷阱裡丟失，必須重新裝載；閘操作和讀出通常比超導晶片慢；而把雷射同時瞄準許多原子的光學系統既精巧又難以乾淨地擴展。但中性原子已經做到了所有路線中最高的量子位元數量之列，而目前還沒有哪種量子位元路線「勝出」——把它收錄在這裡，主要是為了讓基於晶片的方案，能和一種很不一樣的造量子處理器的方式公平地相比較。