两个原子膨胀到近乎滑稽的大小并冷却到绝对零以上的分数，已被用来生成一个强大的、速度极快的双量子位量子门，可以帮助克服一些问题的持续挑战。
由于两个量子位门是高效的基本构建块，这一突破具有巨大的意义。它可能会导致一种新的类型突破当前无噪声量子操作限制的架构。
Qubit 是“量子比特”一词的缩写。它是相当于传统比特的量子计算——计算技术所基于的信息的基本单位。
为了以老式方式解决问题，信息（以及用于计算信息的逻辑）由二进制系统表示。就像电灯开关一样，组成该系统的单元都处于唯一的打开或关闭状态。或者，正如它们经常被描述的那样，为一或零。
量子计算之所以如此强大，是因为量子位可以同时存在，即一种称为量子叠加的状态。就其本身而言，量子位并不是一台计算机。然而，与其他量子位的叠加相结合（或纠缠），它们可以代表一些非常强大的算法。
双量子位门是基于两个纠缠量子位的量子态的逻辑运算。它是量子计算机最简单的组件，允许量子位纠缠和读取。
一段时间以来，科学家们一直在对基于不同材料的量子门进行实验，并取得了成果一些非凡的突破。然而，有一个问题仍然很重要：由于外部源也变得纠缠在一起，量子位的叠加可以快速且轻松地退化。
加速门是解决这个问题的最佳方法：由于入侵通常慢于百万分之一秒（一微秒），因此比这更快的量子门将能够“超越”噪声以产生准确的计算。
为了使用与平常略有不同的方法来实现这一目标，由日本国立自然科学研究所的物理学家 Yeelai Chew 领导的研究小组转向了一种复杂的设置。
量子位本身是气态金属铷的原子。使用激光，这些原子被冷却到几乎绝对零，并使用精确的微米级距离彼此定位光镊– 可用于操纵原子级物体的激光束。
然后，物理学家用激光脉冲原子。这将电子从距每个原子核最近的轨道距离撞到一个非常宽的轨道间隔，将原子膨胀成称为里德伯原子的物体。这在现在巨大的原子之间产生了 6.5 纳秒的轨道形状和电子能量的周期性交换。
使用更多的激光脉冲，研究小组能够在两个原子之间执行量子门操作。研究人员表示，该操作的速度为十亿分之一秒（纳秒），比之前任何里德伯原子实验快了 100 倍以上，这为基于这种特殊技术的量子门创造了新纪录。
这还没有完全打破最快的两量子位量子门操作的整体记录。这是在 2019 年实现的，利用硅中的磷原子，实现了令人惊叹的0.8纳秒;但新工作涉及一种不同的方法，可以避开目前正在开发的其他类型的一些局限性。
此外，探索不同的架构可能会带来线索，有助于最大限度地减少其他类型硬件的缺陷。
该团队表示，接下来的步骤相当明确。他们需要用一种专用激光器取代商用激光器，以提高精度，因为激光器会产生噪声；并实施更好的控制技术。
该研究发表于自然光子学。
