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🔥 我国量子计算迈入相干路由时代,传输效率98%刷新行业纪录

一、量子计算的数据中心难题

如果把量子计算机比作智慧城市,那么量子随机存取存储器QRAM就是其中存储和调度数据的数据中心。QRAM是实现量子搜索、量子机器学习等算法的重要功能模块,其核心是量子路由器——它负责根据地址指令将数据准确送达目标位置。

但传统方案随路由网络规模增大,每增加一个节点就需大量标准量子门层层分解指令,导致线路深度剧增、误差累积,限制了QRAM的扩展。这是一个困扰量子计算领域的行业难题。

二、相干量子路由系统的突破

针对这一难点,本源量子联合中国科学技术大学、合肥综合性国家科学中心人工智能研究院等科研团队,在本源悟空自主超导量子计算机上成功研发出面向桶式量子随机存储器QRAM的相干量子路由系统。

该系统利用超导量子比特的辅助能级,将复杂的受控交换操作转化为由少量双比特跃迁门构成的浅线路等效实现,相当于在拥堵的数据通道上方架设了快速路,让数据绕过冗余节点直达目的地,大幅削减线路深度并降低误差。单个量子路由器的信息传输效率高达98%,两层路由网络整体传输效率也能达到93%。

三、从实验室到产业应用

科研人员在本源悟空自主超导量子计算机上实际搭建了三个独立量子路由器和一套两层量子路由网络进行测试。在随机访问测试中,单个量子路由器的平均保真度达到94.8%,两层路由网络的平均保真度达到82.4%。

数据表明,该方案能够实现由量子地址控制的相干、可逆路由,并具备向更大规模网络扩展的潜力。研究人员表示,此次突破不仅为在现有超导硬件上构建可扩展QRAM提供了新路径,更标志着我国量子计算研发从单一性能优化迈向复杂量子功能在真实硬件上的落地验证阶段。

这项成果已发表于国际物理期刊物理评论X,为我国量子计算产业从实验室走向商业化应用奠定了重要技术基础。量子计算正从原理验证迈向产业落地的关键拐点。

综合科技日报、安徽省量子计算芯片重点实验室报道 | 2026年9月2日