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🔥 "本源悟空"量子计算机相干量子路由系统突破,单路由器传输效率高达98%,标志着我国量子计算从性能优化迈向真实硬件功能落地验证新阶段

一、量子路由器架设"快速路",数据传输效率跃升至98%

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"。这一突破相当于为量子数据中心架设了一条"快速路",有效解决了QRAM规模化扩展这一长期困扰行业的难题。相关成果已发表于国际顶级物理期刊《物理评论X》。

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)就是其中存储和调度数据的"数据中心"。传统方案中,随着路由网络规模增大,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,严重限制了QRAM的扩展能力。研究团队提出基于辅助能级的量子路由器构建方案,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,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。

二、测试数据亮眼:单路由器传输效率98%,两层网络保真度超82%

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。结果显示,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%。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%。

这一数据表明,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。研究团队表示,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,依托量子器件本身特性可实现更低成本、更高效率的运算,为量子芯片与线路协同优化开辟了新思路。核心结论:我国量子计算研发正式进入"真实硬件功能落地验证"新阶段,98%的传输效率为未来规模化量子计算铺平道路。

三、量子计算产业版图加速扩张,国产量子芯片迎来关键窗口期

近年来,我国在量子计算领域持续发力。"本源悟空"作为国产自主超导量子计算机的代表,已累计完成多项行业应用验证,覆盖金融建模、药物研发、材料设计等场景。此次相干量子路由系统的突破,将直接提升量子计算机处理大规模数据的能力,对量子机器学习、量子搜索算法等核心应用形成有力支撑。业内分析认为,国产量子芯片正迎来从实验室走向产业化应用的关键窗口期,随着QRAM扩展难题的逐步攻克,量子计算的实用化进程有望加速推进。

综合科技日报、光明网、财联社报道 | 2026年9月3日