量子计算迈向连续运行新时代！美国研制出首台“可自修复”量子计算机

在科技领域寻求“攻克下一个计算高地”的征途上，量子计算机向实用化迈出了里程碑式的一步。2025年12月23日，根据最新一期国际顶尖学术期刊《物理评论X》刊登的研究成果，美国量子计算机制造商“原子计算”成功展示了一种能在运行中自行修复的中性原子量子计算机-2。这项技术巧妙地克服了计算过程中量子比特（原子）意外损耗导致计算中断的核心难题，为开发能够长期、持续运行的量子计算机奠定了关键基础-2。

突破性进展：让量子计算机学会“边运行、边维修”

传统的量子计算机，尤其是在采用中性原子技术路径的系统中，面临着一个棘手的问题：用于承载量子信息的原子，有时会从捕获它们的激光“陷阱”中意外逃逸，就像一个零件突然从精密的钟表里掉落-2。一旦这种情况发生在计算过程中，整个计算任务通常就会被迫停止，因为系统无法在缺少关键“零件”的情况下继续准确工作-2。

研究团队为攻克这一难题，创造性地提出了“分区管理”的解决方案-2。他们将整个量子处理系统划分为五个不同的功能区：寄存区、交互区、测量区、储备区和加载区-2。这好比将一座高度自动化的工厂划分成不同的车间，即便某个“车间”（如交互区进行计算时）出现了零件丢失的情况，系统也能立即从“储备仓库”（储备区）中调用备用原子进行精准填补-2。填补后，备用原子会被重置到初始状态，并立即重新投入到运算中-2。同时，完成测量任务的辅助原子也能被回收、重置并重复利用-2。

验证与意义：开启可持续量子计算新篇章

为了验证这一自修复机制的有效性，研究团队让配备了该系统的量子计算机执行了一段重复代码，并连续进行了多达41轮的自检-2。实验结果显示，在每一轮运算中，系统都能像替换损坏的零件一样，及时补上丢失的原子，而整个计算流程和数据运行完全不受干扰-2。研究人员指出，如果没有这项自我修复功能，系统可能仅仅在几轮运算之后就会耗尽可用的原子，无法继续工作-2。

业内专家评价称，这项研究首次在实验上证明了中性原子量子处理器可以在运行中实时回收和重新利用原子资源-2。在量子比特寿命有限的物理限制下，这一突破为实现量子电路的连续、长时间运转提供了全新的技术路线和可能性-2，是量子计算从实验室原型走向未来大规模实际应用的关键一步-2。