本源悟空研发相干量子路由系统，攻克QRAM扩展瓶颈

2日，安徽省量子计算芯片重点实验室传来喜讯，本源量子携手中科大及合肥综合性国家科学中心人工智能研究院等机构，在“本源悟空”超导量子机上成功打造了适配桶式量子随机存储器（QRAM）的“相干量子路由系统”。这一成果好比在数据中心间铺设了“高速通道”，彻底攻克了QRAM难以扩展的行业痛点。相关研究成果已刊登在国际知名期刊《物理评论X》上。

不妨将量子计算机视作“智慧城市”，QRAM则是其中的“数据中心”，负责数据的存储与调度。作为量子搜索及机器学习算法的关键部件，QRAM的核心在于量子路由器，它负责依据指令将数据精准投递。然而，随着网络规模扩大，传统方法每增设一个节点便需繁琐分解指令，致使线路过深且误差累积，严重阻碍了QRAM的进一步扩展。

面对这一挑战，团队提出了一种基于辅助能级的路由器设计方案。该“相干量子路由系统”借助超导量子比特的辅助能级，把复杂的受控交换操作简化为少量双比特跃迁门，构建出浅线路等效实现。这如同在拥堵的通道上空架起“高架桥”，使数据能跳过冗余节点直达终点，显著缩减了线路深度并降低了误差率。

团队在“本源悟空”上构建了3个独立路由器及双层网络进行了实测。数据显示，单路由器传输效率达98%，双层网络整体效率为93%。在随机访问测试中，单路由器保真度94.8%，双层网络保真度82.4%。这些数据证实，该方案实现了基于量子地址的相干可逆路由，并具备向大规模网络扩展的能力。

专家指出，这一进展不仅为超导硬件实现可扩展QRAM开辟了新径，更代表我国量子计算从单一性能优化迈向复杂功能在真实硬件落地的验证阶段。利用量子器件特性实现低成本高效率运算，为量子芯片与线路的协同优化提供了全新思路。（记者吴长锋）