广东
量子计算机也怕堵车快速路是怎么架起来的这件事为什么重要
当所有人都在比谁的量子比特更多时，中国的一支团队悄悄把量子计算机内部的交通给理顺了。9月9日，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，在自主超导量子计算机本源悟空上研发出面向桶式量子随机存取存储器（QRAM）的相干量子路由系统，相当于给量子计算机的存储调度中心修了一条快速路。相关论文已发表在顶级物理期刊《物理评论X》。
把量子计算机比作一座智慧城市，QRAM就是这座城里负责存储和调度数据的中心机房。量子搜索、量子机器学习这些算法能不能跑起来，很大程度取决于数据能不能被快速、准确地送到该去的位置。干这件事的，是QRAM里的量子路由器：它要根据地址指令，把数据精确送达目标位置。
但传统方案有个死结。路由网络每扩大一个节点，就要把指令层层分解成大量标准量子门，结果就是线路深度急剧增加、误差一层层累积。网络越大越堵，QRAM的扩展也就越难，这正是量子计算机从实验室走向实用的关键拦路虎。过去十几年，业内不是没想过办法，但大多绕不开这条越铺越长的线路，扩展上限始终卡在那儿。
研究团队换了一个思路。他们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，把原本复杂的受控交换操作，转化成由少量双比特跃迁门构成的浅线路来实现。
打个比方，这就像在原本拥堵的数据通道上方，直接架起一条高架快速路，让数据绕过冗余的中间节点，一路直达目的地。实际测试里，团队在真实量子计算机上搭建了三个独立的量子路由器，以及一套两层的量子路由网络，数据证明这套系统能实现由量子地址控制的、相干且可逆的路由，并且具备向更大规模网络扩展的潜力。也就是说，这条路不是模型里画出来的，而是在本源悟空上真跑通的。
QRAM是量子搜索、量子机器学习等算法的重要功能模块，它的扩展难题一旦被破解，量子计算机离真正能用的那一天就又近了一步。更关键的是，这条思路证明：在量子体系里，与其一味堆比特数量，把内部的调度和互联做精，同样是突破口。
这也是本源悟空体系化能力的又一次体现。这套自主超导量子计算机已经累计完成超过100万个量子计算任务，服务139个国家和地区，从整机、操作系统到今天这种底层互联模块，国产量子计算正在把链条上的一个个空白补齐。对普通人来说，量子计算听起来还很远，但每一次这类底层突破，都是在为那个未来铺路。
回到这次的相干量子路由，它的价值不只在单个模块。QRAM 一旦能稳定扩展，量子机器学习、量子搜索这类依赖大规模数据调度的算法，才算真正有了可用的硬件底座。过去业内常说量子计算卡在比特数和纠错，本源这条路提醒人们：互联和调度同样是绕不开的硬骨头，而且同样是能做出原创成果的地方。把内部交通理顺，量子计算机才真正像一座能运转的城市，而不只是堆满节点的机房。
【信源】中国科学报（2026-09-09 第3版）、中国科学院、本源量子计算科技（合肥）股份有限公司
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