展示一：大规模可编程原子阵列重排
背景介绍：在中性原子量子计算中，原子通过光镊阵列进行俘获。然而，由于碰撞阻塞机制，单次光镊中的原子装载具有随机性，因此初始装载得到的原子阵列通常会包含缺陷。因此,在真正执行量子模拟、量子门操作或逻辑比特制备之前，系统需要将随机装载的原子重新排列为目标构型阵列。也就是说，相比起初始俘获原子的数量，我们更需要关注的是原子重排能力。
我们团队的尝试：本次大规模原子重排展示中，我们团队选取了两个已用于后续态制备、单比特门和双比特门实验的代表性阵列配置。本次实验中，系统首先识别随机装载后的原子分布，再通过可编程移动路径将原子移动到目标位置，最终生成无缺陷目标阵列。这一结果展示了我们团队所搭建的系统在实际可运行条件下制备高质量、大规模原子阵列的能力，这是从随机装载走向可编程量子处理器的关键步骤，也为后续更复杂的模拟量子计算、数字量子计算、逻辑比特制备和纠错流程提供基础。
展示二：基于"存储-纠缠"分区架构的原子移动
背景介绍：随着中性原子量子计算系统规模不断扩大，系统架构也需要从单一区域的静态阵列，逐步发展为包含不同功能区域的分区架构。在这样的架构中，不同原子阵列可以承担不同任务，例如用于长期保存量子信息的存储区域、用于执行纠缠操作的相互作用区域等。因此，除大规模无缺陷原子阵列制备外，我们团队还实现了基于“存储-纠缠”分区架构的可编程原子移动能力。
我们团队的尝试：本次展示我们采用了类表面码的几何构型，演示大规模存储区（storage array）与纠缠区（Entanglement Zone）在同一系统中动态协同工作。通过对辅助原子阵列进行动态移动，我们的系统可以将不同的原子块移动至特定功能区域，为进行纠错、逻辑操作和容错量子计算（FTQC，Fault Tolerant Quantum Computing）提供底层运动能力。
下图是我们团队所实现的一种面向中性原子量子计算的分区架构：上半部分为大规模存储区，用于保持和排列量子比特阵列；下半部分为纠缠区，用于执行局部的双量子比特纠缠操作。通过将存储与纠缠功能在空间上分离，系统可以选择性地将目标原子从存储区转移至纠缠区，在受控区域内完成局部相互作用，再返回或继续参与后续操作。这种分区设计有助于减少非目标量子比特受到的串扰，同时提升量子比特重排、局部门操作和纠错流程的可扩展性，也是目前国际上最前沿的方案。
以下视频展示了可移动辅助原子阵列（Movable ancilla atom arrays）在存储区域与纠缠操作区域之间的动态移动，用于展示与表面码兼容的原子移动基本单元（Surface-code-compatible transport primitive），后续系列我们团队将进一步展示对应完整的量子纠错循环（QEC Cycle）。
从系统架构角度看，本次我们团队的结果展示体现了中性原子量子处理器扩展过程中的两个非常关键的方向。第一，系统需要能够在大规模随机装载的基础上，稳定制备高填充率、低缺陷的量子处理器。第二，系统需要能够在计算过程中对不同功能的原子阵列进行动态重构，使其能够在存储（Storage）、纠缠操作（Entangling）等功能区域之间切换。前者对应可扩展量子处理器制备，后者对应可编程原子移动与重构。两者结合，是未来从大规模物理比特阵列走向逻辑比特操作和容错量子计算的重要基础。
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