可重构原子阵列的最优路由协议

中性原子阵列已成为模拟和数字量子处理的有前景平台。近期，能够在量子过程中重配置阵列的设备为这些系统开辟了新应用。原子重配置，即路由，是编程电路的核心机制；优化此路由可提高处理速度、减少退相干，并实现高效的高度非局域连接。在本工作中，我们研究了适用于最先进中性原子系统的路由模型。通过可并行操作多个原子的路由步骤，我们证明当前设计需要 $\Omega(\sqrt N \log N)$ 步才能在包含 $N$ 个原子的二维阵列上执行某些置换，并提供了一个可在 $\mathcal O(\sqrt N \log N)$ 步内完成任意置换的路由协议。我们还提出了一项简单的实验升级方案，并表明它可将路由成本降至 $\Theta(\log N)$ 步。