面向Lattice形状移动 tweezers 的平方根时间原子重新配置方案

本文提出了一种用于在中性原子系统中创建无缺陷原子阵列的可扩展规划算法。该算法通过并行运输原子，生成 $\mathcal{O}(\sqrt N)$ 时间计划，其中 $N$ 为原子数。我们的做法基于分治策略，将任意重新配置问题分解为最多三个一维运输任务，使每个原子的总运输成本为 $\mathcal{O}(\sqrt N)$。运用 Gale-Ryser 定理，所提出的算法为任意目标几何提供了高度可靠的解决方案。我们进一步引入了眼泡优化技术，提高了网格目标几何的重新配置效率。针对 632×632 原子阵列的 numerical simulation 表明，所提出的算法实现了降低总运输成本为最新算法的 1/7的网格配置计划，同时实现 32%--35% 更多的原子捕获。我们认为，这一可扩展性改进有助于实现基于中性原子的大规模量子计算机。我们的 experimental code 已提供于 https://github.com/kotamanegi/sqrt-time-atom-reconfigure。