「悟空」實測量子路由：98% 效率背後，離可用 QRAM 還有多遠？

這項工作展示的核心，是在本源悟空（Origin Wukong）超導量子處理器上，實際完成可保持量子疊加態的「桶式接力」量子隨機存取記憶體（QRAM）路由元件。換言之，量子資訊可依位址被同調且可逆地導向不同路徑；這是 QRAM 的關鍵積木，但不是一套已可部署或接近商業化的完整量子記憶體。 147

實驗做到了什麼？

• 報導指出，單一量子路由器的資訊傳輸效率最高約 98%；另有報導將三個單一路由器的平均保真度列為約 94.8%。不過，可取得的預印本摘要所列的是單一路由器最高保真度 95.74%，因此不同指標與統計方式不應混為一談。 41

• 團隊在真實晶片上連接三個各自實作的路由器，形成兩層級聯網路；在隨機存取測試中，整體傳輸效率約 93%，平均路由保真度約 82.4%。 71

• 架構採用「桶式接力」QRAM：量子路由器以二元樹排列，依輸入位址決定資料前進方向。相較於逐一啟動所有可能記憶體路徑，這種設計的目標是在規模增加時減少需要活化的路由資源。 12

為何它不只是一般的量子閘串接？

路由器採用一種轉換複合閘（transition-composite-gate）方式，暫時運用超導元件的輔助高能階來媒介條件式交互作用，並以微波控制脈衝驅動。其用意是避免將路由操作拆解成大量標準數位量子閘，從而壓低電路深度。 1

位址資訊則編碼於三能階系統（qutrit）的非相鄰狀態 (|0⟩) 與 (|2⟩)。此配置可支援「擦除偵測」（eraser detection）：研究人員可透過後選擇（post-selection）捨棄顯示特定控制錯誤或洩漏的事件。這提供部分錯誤篩選能力，卻不需像完整量子錯誤校正那樣配置大量額外量子位元。 1

這種取捨很重要：路由必須保有同調性，也就是位址本身即使處於疊加態，仍能導引量子資料並在原理上可逆。若隨著樹狀網路加深而依賴冗長閘序列，累積誤差與退相干會迅速惡化；較淺的操作路徑正是這項設計試圖處理的問題。 1

98% 代表什麼，又不代表什麼？

這是一項有份量的硬體實測：它不只是在模擬中提出路由概念，也不只是量測一個孤立元件，而是在超導處理器上組裝、連接並測試了兩層路由網路。這顯示以位址控制的同調量子資料搬移，能在實體超導硬體上被量測與驗證。 17

但 98% 是單一路由器的傳輸效率，不等於大規模、容錯 QRAM 的效能證明。兩層網路的平均保真度降至 82.4%，正好說明路由器串接後的誤差累積仍是現實難題。 71

後續若要把兩層延伸到四層或八層，仍須處理微波控制串擾、極低溫環境下的長時間穩定性、佈線與控制整合成本、校準複雜度，以及如何維持整體保真度等工程問題。現有證據並未顯示這些擴展瓶頸已獲解決。 12

關於「發表於 Physical Review X」的註記

這項成果的學術出版資訊宜審慎表述。可取得的一手紀錄是標示為「Preprint: APS/123-QED」的 arXiv 預印本；所提供資料未能獨立確認最終版 Physical Review X 論文的卷期或 DOI。因此，較穩妥的結論是：團隊已報告並展示這個同調 QRAM 路由原型，而正式期刊發表狀態仍需以期刊的最終紀錄核實。 1