“本源悟空”系列超导量子计算机群。本源量子供图

本报讯（记者王敏 通讯员陈友敏）如果把量子计算机比作“智慧城市”，那么量子随机存取存储器（QRAM）就是其中存储和调度数据的“数据中心”。

记者近日获悉，本源量子计算科技（合肥）股份有限公司联合中国科学技术大学、合肥综合性国家科学中心人工智能研究院等科研团队，在“本源悟空”自主超导量子计算机上成功研发出面向桶式QRAM的“相干量子路由系统”，相当于为“数据中心”架设了“快速路”，有效解决了QRAM扩展的行业难题。相关论文发表于《物理评论X》。

QRAM是实现量子搜索、量子机器学习等算法的重要功能模块。作为QRAM的核心，“量子路由器”负责根据地址指令将数据准确送达目标位置。但在传统方案中，随着路由网络规模扩大，每增加一个节点就需大量标准量子门层层分解指令，导致线路深度剧增、误差累积，限制了QRAM的扩展。

针对这一难点，研究团队提出了一种基于辅助能级的量子路由器构建方案。“相干量子路由系统”利用超导量子比特的辅助能级，将复杂的受控交换操作转化为由少量双比特跃迁门构成的浅线路等效实现，相当于在拥堵的数据通道上方架设了“快速路”，让数据绕过冗余节点直达目的地，大幅削减线路深度并降低误差。

团队在“本源悟空”自主超导量子计算机上实际搭建了三个独立量子路由器和一套两层量子路由网络进行测试。数据表明，该方案能够实现由量子地址控制的相干、可逆路由，并具备向更大规模网络扩展的潜力。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/h5m3-qrn9