量子随机存取存储器（QRAM）常被视为让量子算法以相干方式访问数据的潜在基础设施。难点不只在于“读数据”，而在于：当地址本身可以处于量子叠加态时，路由网络仍须在不破坏量子态的前提下，按地址把信息送往正确路径。

本源量子、中国科学技术大学及合作团队在合肥的“本源悟空”超导量子处理器上，演示了这一关键路由原语：量子信息能够在真实、受量子地址控制的桶形（bucket-brigade）网络中被相干地传送。19

这项实验究竟证明了什么？

团队实现的是面向桶形 QRAM 的相干、确定性、可逆量子路由器。实验并非用经典控制信号去模拟“向左还是向右”的选择，而是让物理路由单元依据量子地址，直接为输入量子态选择路径。1

研究人员将 3 个独立校准的路由器整合为一个两层二叉树：第一层的一个路由器将量子态导向第二层的两个路由器之一。两层结构虽小，却是首次真正体现“分叉后再级联路由”的最小网络配置，因此比孤立的单个路由器更接近 QRAM 所需的系统结构。19

关键指标：传输效率不等于保真度

报道中的两个指标需要区分：

• 传输效率：信息是否成功从输入端到达输出端；
• 随机访问保真度：到达后能否高保真地恢复目标量子态。

配置	传输效率	随机访问保真度
单个路由器	最高 98%	随机访问测试中为 95.74%；另有报道给出约 94.8% 的平均值17
两层级联网络	约 93%	平均 82.4%17

两层网络仍保持较高传输效率，但保真度较单路由器下降，直观显示出一个现实问题：量子态每多经过一次受控路由操作，控制误差与退相干影响就会继续累积。1

超导路由器如何“指路”？

传统超导电路通常把 transmon 当作两能级量子比特使用。该方案还调用了 transmon 的一个辅助能级，使其有效充当三能级量子系统（qutrit，量子三态元）。研究人员利用微波脉冲控制条件相互作用，从而将进入路由器的量子态导向两条路径中的一条。1

团队采用一种“跃迁复合门”思路，目标是避免把路由功能拆解为一长串常规单量子比特门和双量子比特门。电路更浅意味着控制操作更少、执行时间更短，也就减少了控制误差累加和退相干损害量子态的机会。1

用非相邻三能级态筛出部分错误

路由地址被编码在 qutrit 的非相邻态 (|0⟩) 与 (|2⟩) 中，而中间态 (|1⟩) 不用于地址编码。若发生某些泄漏或控制错误，系统可能占据 (|1⟩)；这一状态因而可充当错误标记。实验可通过后选择（post-selection）丢弃出现该标记的运行结果。1

这是一种适用于近期设备的误差缓解手段：无需配备大规模额外纠错量子比特，便能提升被保留结果的质量。但它不是确定性的量子纠错——被标记的运行被丢弃后，可用成功率也会下降。因此，后选择不能替代未来大规模系统所需的容错量子纠错。1

从两层扩到四层、八层，难在哪里？

从两层网络走向四层或八层，并非简单重复已有电路。桶形架构本质上是一棵二叉树：深度为 d 时，大致需要 (2^d) 个存储端点以及 (2^d-1) 个路由节点；原始桶形 QRAM 方案在树节点处使用 qutrit。

这意味着更大的网络需要的不只是更多器件，还包括：

• 对大量路由器进行可靠、稳定的校准；
• 合适的芯片连接结构；
• 高度同步的微波脉冲控制；
• 对串扰与能级泄漏的抑制；
• 在更长路径上维持量子相干性。

每增加一层，非理想路由操作都会继续叠加；单路由器与两层网络保真度之间的差距，已经反映了这一缩放代价。1

架构本身也存在取舍。桶形 QRAM 的查询时间可随存储单元数呈对数增长，但若有 (N) 个存储单元，仍需要 (O(N)) 级别的硬件空间资源。换言之，查询路径可以较短，实体存储与路由树却依然会很庞大。

重要的路由里程碑，不是“商用 QRAM 已经来了”

更准确地说，“本源悟空”实验完成的是一项系统级验证：在超导硬件上，量子信息能够以相干、可逆、受地址控制的方式，在实际的分叉路由网络中移动。多个独立构建的路由器可以级联，正是桶形 QRAM 所需的核心条件之一。19

但这并不意味着大规模、实用化 QRAM 已可部署。要走到那一步，仍需要数量大得多的硬件、更低的累积误差、可扩展的控制与读出体系，以及容错能力。当前成果是通往量子存储器路由的重要实验进展，同时也清楚揭示了后续工程挑战的分量。1

量子随机存取存储器（QRAM）常被视为让量子算法以相干方式访问数据的潜在基础设施。难点不只在于“读数据”，而在于：当地址本身可以处于量子叠加态时，路由网络仍须在不破坏量子态的前提下，按地址把信息送往正确路径。

本源量子、中国科学技术大学及合作团队在合肥的“本源悟空”超导量子处理器上，演示了这一关键路由原语：量子信息能够在真实、受量子地址控制的桶形（bucket-brigade）网络中被相干地传送。19

这项实验究竟证明了什么？

团队实现的是面向桶形 QRAM 的相干、确定性、可逆量子路由器。实验并非用经典控制信号去模拟“向左还是向右”的选择，而是让物理路由单元依据量子地址，直接为输入量子态选择路径。1

研究人员将 3 个独立校准的路由器整合为一个两层二叉树：第一层的一个路由器将量子态导向第二层的两个路由器之一。两层结构虽小，却是首次真正体现“分叉后再级联路由”的最小网络配置，因此比孤立的单个路由器更接近 QRAM 所需的系统结构。19

关键指标：传输效率不等于保真度

报道中的两个指标需要区分：

• 传输效率：信息是否成功从输入端到达输出端；
• 随机访问保真度：到达后能否高保真地恢复目标量子态。

配置	传输效率	随机访问保真度
单个路由器	最高 98%	随机访问测试中为 95.74%；另有报道给出约 94.8% 的平均值17
两层级联网络	约 93%	平均 82.4%17

两层网络仍保持较高传输效率，但保真度较单路由器下降，直观显示出一个现实问题：量子态每多经过一次受控路由操作，控制误差与退相干影响就会继续累积。1

超导路由器如何“指路”？

传统超导电路通常把 transmon 当作两能级量子比特使用。该方案还调用了 transmon 的一个辅助能级，使其有效充当三能级量子系统（qutrit，量子三态元）。研究人员利用微波脉冲控制条件相互作用，从而将进入路由器的量子态导向两条路径中的一条。1

团队采用一种“跃迁复合门”思路，目标是避免把路由功能拆解为一长串常规单量子比特门和双量子比特门。电路更浅意味着控制操作更少、执行时间更短，也就减少了控制误差累加和退相干损害量子态的机会。1

用非相邻三能级态筛出部分错误

路由地址被编码在 qutrit 的非相邻态 (|0⟩) 与 (|2⟩) 中，而中间态 (|1⟩) 不用于地址编码。若发生某些泄漏或控制错误，系统可能占据 (|1⟩)；这一状态因而可充当错误标记。实验可通过后选择（post-selection）丢弃出现该标记的运行结果。1

这是一种适用于近期设备的误差缓解手段：无需配备大规模额外纠错量子比特，便能提升被保留结果的质量。但它不是确定性的量子纠错——被标记的运行被丢弃后，可用成功率也会下降。因此，后选择不能替代未来大规模系统所需的容错量子纠错。1

从两层扩到四层、八层，难在哪里？

从两层网络走向四层或八层，并非简单重复已有电路。桶形架构本质上是一棵二叉树：深度为 d 时，大致需要 (2^d) 个存储端点以及 (2^d-1) 个路由节点；原始桶形 QRAM 方案在树节点处使用 qutrit。

这意味着更大的网络需要的不只是更多器件，还包括：

• 对大量路由器进行可靠、稳定的校准；
• 合适的芯片连接结构；
• 高度同步的微波脉冲控制；
• 对串扰与能级泄漏的抑制；
• 在更长路径上维持量子相干性。

每增加一层，非理想路由操作都会继续叠加；单路由器与两层网络保真度之间的差距，已经反映了这一缩放代价。1

架构本身也存在取舍。桶形 QRAM 的查询时间可随存储单元数呈对数增长，但若有 (N) 个存储单元，仍需要 (O(N)) 级别的硬件空间资源。换言之，查询路径可以较短，实体存储与路由树却依然会很庞大。

重要的路由里程碑，不是“商用 QRAM 已经来了”

更准确地说，“本源悟空”实验完成的是一项系统级验证：在超导硬件上，量子信息能够以相干、可逆、受地址控制的方式，在实际的分叉路由网络中移动。多个独立构建的路由器可以级联，正是桶形 QRAM 所需的核心条件之一。19

但这并不意味着大规模、实用化 QRAM 已可部署。要走到那一步，仍需要数量大得多的硬件、更低的累积误差、可扩展的控制与读出体系，以及容错能力。当前成果是通往量子存储器路由的重要实验进展，同时也清楚揭示了后续工程挑战的分量。1