悟空量子路由器錄得98%傳輸效率：實測突破，但未係可商用QRAM

呢項結果最值得留意嘅地方，唔係「量子記憶體已經造好」，而係研究人員首次把相干、可逆、由地址控制嘅量子資料路由，放到一部實際運行嘅超導量子處理器上量度。

Origin Quantum（本源量子）、中國科學技術大學及合作團隊，喺「本源悟空」上展示咗桶式接力（bucket-brigade）量子隨機存取記憶體（QRAM）嘅量子路由原型。所謂QRAM，可以粗略理解成量子電腦入面按「地址」搵資料嘅機制；關鍵係地址本身可以處於疊加態，所以資料路徑亦要維持量子相干，而唔可以當成普通網絡交換器咁處理。今次實驗展示嘅係當中嘅路由元件及小型網絡，並非完整、可即時商用嘅QRAM記憶體。 147

實測做到咩？

• 單一量子路由器最高資訊傳輸效率約為 98%。至於隨機存取測試，相關報道指三個獨立製作嘅路由器平均保真度約 94.8%；可查閱嘅預印本摘要則寫有單一路由器最高保真度 95.74%，兩者屬不同表述及統計口徑。 41
• 團隊將三個獨立路由器串接成兩層網絡。在隨機存取測試下，該網絡錄得約 93% 資訊傳輸效率，以及 82.4% 平均路由保真度。 71
• 設計採用桶式接力架構：路由器排成二元樹，按地址逐層引導量子資料，而唔係每次讀取都要把所有可能路線逐一啟動。 12

點樣避免電路愈做愈深？

研究所用嘅方法係「transition-composite-gate」方案。超導器件唔只用最低嘅兩個能級當量子位，亦暫時借用較高能級去中介條件式互動，並以微波控制脈衝驅動。好處係可以減少把同一功能拆解成大量普通數碼量子閘後所需嘅電路深度。 1

地址資訊被編碼到三能級系統（qutrit）中互不相鄰嘅 |0⟩ 與 |2⟩ 狀態。呢個安排支援所謂「擦除偵測」：透過後選（post-selection），研究人員可捨棄顯示某些控制錯誤或狀態洩漏嘅實驗事件。呢種做法可提供部分錯誤過濾，但唔等同完整量子錯誤更正，亦毋須即刻加入大量專用額外量子位。 1

對QRAM而言，重點在於路由過程可保留相干性及可逆性：量子地址可以引導資料前往不同路徑，同時保住疊加態。相對於長串數碼閘，較淺嘅操作序列理論上可減少隨路由樹擴大而加劇嘅累積誤差與退相干。 1

98%唔代表已經有實用量子記憶體

數字的確有意義：團隊唔係只模擬一個概念，亦唔係只量度單一孤立零件，而係喺實體超導處理器上連接三個路由器，完成兩層級聯網絡嘅量度。呢個係朝向可擴展QRAM架構邁出嘅實驗性一步。 17

但要小心解讀「98%」：呢個係單一路由器嘅傳輸效率，唔係已在實用記憶體規模下證明具容錯能力嘅QRAM效能。當系統由單一元件擴展到兩層網絡，平均路由保真度降至82.4%，正好反映誤差會隨級聯而累積。 71

下一步仍有幾道硬仗，包括微波控制訊號之間嘅串擾、極低溫環境下長時間穩定運作、接線與控制系統嘅整合成本、校準複雜度，以及由兩層擴展至四層或八層時如何維持保真度。現有證據未顯示呢啲擴展難題已經解決。 12

另外，關於刊載資料亦要審慎：可查閱嘅一手紀錄係標示為「Preprint: APS/123-QED」嘅 arXiv 預印本；按所提供資料，未能獨立確認最終《Physical Review X》論文嘅卷期或DOI。 1

總結而言，今次成果係一個有實測支撐嘅量子資料路由展示：證明國產超導硬件可以完成小規模、地址控制、保留相干性嘅量子路由。不過，從兩層網絡走到真正大規模、穩定而經濟嘅QRAM，仍然係一段相當長嘅工程路。