Origin Wukong uji penghala kuantum koheren untuk QRAM dengan kecekapan sehingga 98%

Apa yang sebenarnya ditunjukkan

Pasukan daripada Origin Quantum, Universiti Sains dan Teknologi China (USTC), serta rakan penyelidikan mereka melaporkan demonstrasi eksperimen bagi penghala kuantum koheren untuk seni bina bucket-brigade quantum random-access memory (QRAM) pada komputer kuantum superkonduktor Origin Wukong. Ringkasnya, mereka menunjukkan bahawa maklumat kuantum boleh diarahkan mengikut alamat pada cip fizikal sambil mengekalkan sifat kuantumnya—bukan sekadar dalam simulasi atau pada satu komponen terpencil. 147

Satu penghala mencapai kecekapan penghantaran maklumat sehingga kira-kira 98%. Laporan berkaitan kerja itu menyatakan purata fideliti penghala tunggal sekitar 94.8%, walaupun abstrak pracetak yang boleh dicapai menyebut fideliti maksimum bagi penghala individu sebanyak 95.74%. 41

Para penyelidik kemudian menyambungkan tiga penghala yang dibina secara berasingan menjadi rangkaian berantai dua lapisan. Dalam ujian capaian rawak, rangkaian itu dilaporkan mencapai kira-kira 93% kecekapan penghantaran dan 82.4% fideliti penghalaan purata. 71

Mengapa QRAM memerlukan penghala seperti ini

QRAM boleh difahami sebagai analog kuantum kepada RAM dalam komputer biasa, tetapi ia perlu mengendalikan alamat dan data yang mungkin berada dalam superposisi kuantum. Seni bina bucket-brigade menggunakan pokok binari penghala: alamat menentukan laluan data, tanpa perlu mengaktifkan setiap laluan memori secara berasingan. 12

Matlamat penting pendekatan ini ialah penghalaan yang koheren dan boleh balik. Dengan kata lain, alamat kuantum boleh mengarah data sambil mengekalkan superposisi, bukannya memaksa keadaan itu menjadi hasil klasik terlalu awal. 1

Cara penghala pada cip itu berfungsi

Reka bentuk ini menggunakan pendekatan transition-composite gate. Tahap tenaga tambahan yang lebih tinggi dalam peranti superkonduktor digunakan buat sementara waktu untuk memediasi interaksi bersyarat, dengan kawalan melalui denyutan gelombang mikro. Kaedah itu bertujuan mengurangkan kedalaman litar berbanding membina operasi sama daripada banyak gerbang digital biasa. 1

Bit alamat pula dikodkan dalam keadaan qutrit yang tidak bersebelahan, iaitu |0⟩ dan |2⟩. Pemilihan ini membolehkan kaedah “pengesanan pemadam” (eraser detection): melalui pasca-pemilihan, penyelidik boleh menolak peristiwa yang menunjukkan jenis ralat kawalan atau kebocoran tertentu. Ini memberikan sebahagian penapisan ralat tanpa memerlukan jumlah besar qubit tambahan yang lazimnya diperlukan oleh pembetulan ralat kuantum penuh. 1

Kelebihannya ialah litar dapat kekal lebih cetek. Ini penting kerana urutan gerbang digital yang panjang cenderung mengumpulkan ralat dan kehilangan koheren (decoherence) dengan semakin ketara apabila pokok penghalaan diperbesarkan. 1

Mengapa pencapaian ini penting, tetapi belum menjadi QRAM komersial

Keputusan ini ialah bukti eksperimen yang munasabah bahawa penghalaan kuantum terkawal-alamat boleh dibina dan diukur pada pemproses superkonduktor sebenar, termasuk dalam rangkaian dua lapisan yang berantai. Ia menandakan langkah ke arah infrastruktur QRAM yang boleh diskalakan. 17

Namun, angka 98% perlu dibaca dalam konteks yang betul: ia ialah metrik kecekapan penghantaran bagi satu penghala, bukan bukti bahawa QRAM bertoleransi ralat telah berfungsi pada skala memori yang berguna. Penurunan kepada fideliti 82.4% bagi rangkaian dua lapisan sendiri menunjukkan bagaimana kesukaran bertambah apabila lebih banyak penghala digabungkan. 71

Halangan kejuruteraan yang masih belum diselesaikan termasuk gangguan silang kawalan gelombang mikro, operasi stabil pada suhu kriogenik, kos pendawaian, kawalan dan integrasi, kerumitan penentukuran, serta mengekalkan fideliti apabila rangkaian diperluas daripada dua kepada empat atau lapan lapisan. Bukti yang tersedia belum menunjukkan masalah penskalaan ini telah diatasi. 12

Terdapat juga satu perkara penerbitan yang perlu diperhatikan. Rekod utama yang boleh dicapai ialah pracetak arXiv bertarikh 24 Ogos 2026 dan dilabel “Preprint: APS/123-QED”. Bahan yang diberikan tidak mengesahkan secara bebas artikel akhir dalam Physical Review X, termasuk jilid atau DOI. 1