我国在自主超导量子计算机上实现新突破：传输效率高达98%

快科技9月3日消息，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“相干量子路由系统”，为桶式量子随机存储器（QRAM）的可扩展性问题提供了新路径。

量子随机存取存储器（QRAM）是实现量子搜索、量子机器学习等算法的重要功能模块，其核心组件为“量子路由器”，负责根据地址指令将数据准确送达目标位置。

然而，传统路由方案随着网络规模增大，每增加一个节点即需大量标准量子门逐层分解指令，导致线路深度剧增、误差累积，严重制约QRAM的可扩展性。

针对这一难题，研究团队提出基于辅助能级的量子路由器构建方案。“相干量子路由系统”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层线路，有效降低线路深度与误差累积，相当于在拥堵的数据通道上架设“快速路”，使数据绕过冗余节点直达目标地址。

科研人员在“本源悟空”超导量子计算机上实际搭建了三个独立量子路由器及一套两层路由网络进行测试。

结果显示：单个量子路由器信息传输效率达98%，两层路由网络整体传输效率达93%，随机访问测试中，单路由器平均保真度为94.8%，两层网络平均保真度达82.4%。

数据表明，该方案可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正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。

该方案依托量子器件自身特性，可实现更低成本、更高效率的运算，为量子芯片与线路的协同优化开辟了新的发展方向。