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🔥 本源悟空量子计算机实现98%传输效率，中国量子计算从实验室走向真实硬件验证

9月2日，安徽省量子计算芯片重点实验室传来重磅消息：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"，单个量子路由器的信息传输效率高达98%，相关成果已发表于国际顶级物理期刊《物理评论X》（Physical Review X）。这一突破标志着我国量子计算研发正式从单一性能优化，迈向复杂量子功能在真实硬件上的落地验证阶段。

如果把量子计算机比作一座"智慧城市"，那么量子随机存取存储器（QRAM）就是其中负责存储和调度数据的"数据中心"。QRAM是实现量子搜索、量子机器学习等核心算法的关键功能模块，其核心部件"量子路由器"需要按照地址指令将数据准确送达目标位置。然而传统方案存在一个致命瓶颈——随着路由网络规模增大，每增加一个节点就需要大量标准量子门层层分解指令，导致线路深度急剧增加、误差不断累积，最终限制了QRAM的扩展能力。

一、"快速路"方案：用辅助能级绕过拥堵

针对这一难题，研究团队提出了一种基于辅助能级的创新方案。"相干量子路由系统"利用超导量子比特的辅助能级，将原本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。形象地说，这相当于在拥堵的数据通道上方架设了一条"快速路"，让数据可以绕过冗余节点直达目的地，大幅削减线路深度并显著降低误差。

科研人员在"本源悟空"真机上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。实验结果令人振奋：单个量子路由器的信息传输效率达到98%，两层路由网络整体传输效率也达到93%。在随机访问测试中，单个路由器的平均保真度达94.8%，两层网络平均保真度达82.4%。数据充分表明，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。

二、从实验室到真实硬件：中国量子计算迈入新阶段

此次突破的意义不仅在于效率指标的提升，更在于其示范价值——它证明了依托量子器件本身的物理特性，就可以实现更低成本、更高效率的运算，无需完全依赖外部纠错资源的堆叠。研究人员指出，这一成果为在现有超导硬件上构建可扩展QRAM提供了全新路径，也为量子芯片与线路的协同优化开辟了新思路。

论文第一作者为中国科学技术大学博士张盛，共同通讯作者包括中科大副研究员段鹏、合肥综合性国家科学中心研究员陈昭昀以及中科大教授、本源量子首席科学家郭国平。该工作得到了国家自然科学基金委、国家重点研发计划等的支持。随着"本源悟空"等自主量子计算机的持续迭代，中国在全球量子计算赛道上的竞争力正稳步提升。

三、产业影响：量子计算离我们还有多远？

量子计算的实用化进程一直是业界关注的焦点。QRAM作为量子搜索和量子机器学习的核心组件，其可扩展性直接决定了量子计算机能否在药物研发、金融建模、气候模拟等领域发挥超越经典计算机的优势。此次相干量子路由系统的成功验证，意味着量子存储和调度技术正在从理论走向工程实践，为未来大规模量子计算机的构建奠定了重要基础。

业内分析认为，虽然通用量子计算机距离大规模商业化仍有较长路径，但超导量子路线在中国已取得系列实质性进展——从"悟空"到"九章"的光量子路线，两条技术路径并行推进，共同支撑着中国量子计算的自主可控战略。本次突破的论文发表在国际权威期刊，也意味着中国量子计算研究正加速融入全球学术前沿。

综合科技日报、科创板日报、财联社、上海证券报报道 | 2026年9月3日