Kwantowy router na Origin Wukong: obiecujący krok w stronę QRAM, nie gotowy produkt

Badacze związani z Origin Quantum, Uniwersytetem Nauki i Technologii Chin oraz partnerami przedstawili eksperymentalną demonstrację koherentnego routera kwantowego dla architektury pamięci QRAM typu bucket-brigade na procesorze nadprzewodzącym Origin Wukong. Najważniejsze zastrzeżenie: nie była to kompletna, praktyczna pamięć QRAM, lecz pokaz podstawowego mechanizmu sterowanego adresem przekierowywania informacji kwantowej na rzeczywistym układzie. 147

Co udało się pokazać

• Pojedynczy router osiągnął maksymalnie około 98% sprawności transmisji informacji. W relacjach dotyczących eksperymentu wskazano średnią wierność pojedynczego routera na poziomie około 94,8%; dostępny abstrakt preprintu podaje natomiast maksymalną wierność pojedynczego routera równą 95,74%. 41

• Trzy niezależnie zrealizowane routery połączono w dwuwarstwową sieć. W testach dostępu losowego uzyskała ona około 93% sprawności transmisji oraz 82,4% średniej wierności routingu. 71

• Zastosowano koncepcję bucket-brigade QRAM: binarne drzewo routerów kieruje informację zgodnie z adresem. W założeniu nie trzeba więc aktywować osobno każdej możliwej ścieżki do komórki pamięci. 12

Na czym polega technika routingu

W klasycznym komputerze pamięć RAM wybiera konkretny adres. QRAM ma realizować podobną funkcję dla stanów kwantowych — przy zachowaniu superpozycji. To szczególnie trudne, ponieważ operacja nie może po prostu zniszczyć stanu kwantowego podczas jego odczytu lub przesyłania.

• Router wykorzystuje metodę złożonych bramek przejściowych (transition-composite-gate). Pomocnicze, wyższe poziomy energetyczne elementów nadprzewodzących chwilowo pośredniczą w interakcjach warunkowych, sterowanych impulsami mikrofalowymi. Dzięki temu układ może być płytszy niż rozwiązanie rozkładające tę samą operację na długą sekwencję standardowych bramek cyfrowych. 1

• Informację adresową zakodowano w nieprzylegających stanach qutrytu — trójpoziomowego układu kwantowego — (|0⟩) i (|2⟩). Umożliwia to tzw. wykrywanie wymazywania (eraser detection): po selekcji wyników można odrzucić zdarzenia sygnalizujące część błędów sterowania albo wyciek stanu. To forma filtrowania błędów, która nie wymaga dużego narzutu dodatkowych kubitów charakterystycznego dla pełnej korekcji błędów kwantowych. 1

• Celem jest zachowanie koherencji i odwracalności routingu: adres ma skierować dane kwantowe właściwą drogą, nie niszcząc ich superpozycji. Płytsze obwody ograniczają też kumulowanie się błędów i dekoherencję, które stają się coraz większym problemem wraz z rozbudową drzewa routerów. 1

Dlaczego to ważne — i czego ten wynik nie dowodzi

To wiarygodny dowód, że koherentne, sterowane adresem przesyłanie informacji można zbudować i zmierzyć na fizycznym procesorze nadprzewodzącym. Ważne jest przy tym, że pokazano nie tylko odizolowany komponent czy symulację, ale także kaskadową sieć dwuwarstwową. 17

Jednocześnie liczba 98% dotyczy sprawności transmisji przez pojedynczy router. Nie oznacza to odpornej na błędy pamięci QRAM o użytecznej skali. Spadek średniej wierności do 82,4% w sieci dwuwarstwowej dobrze pokazuje, jak szybko trudność rośnie wraz z liczbą etapów routingu. 71

Do rozwiązania pozostają m.in. przesłuchy w sterowaniu mikrofalowym, stabilna praca w temperaturach kriogenicznych, koszt oraz złożoność okablowania i sterowania, kalibracja układu, a także utrzymanie wysokiej wierności po rozbudowie z dwóch do czterech lub ośmiu warstw. Dostępne dane nie pokazują, by te bariery skalowania zostały już pokonane. 12

Warto też ostrożnie traktować informację o publikacji. Dostępny zapis pierwotny ma postać preprintu arXiv, opatrzonego datą 24 sierpnia 2026 r. i oznaczeniem „Preprint: APS/123-QED”. Materiały źródłowe nie pozwalają niezależnie potwierdzić końcowej publikacji w Physical Review X, jej tomu ani DOI. 1