中国璇相科技成功研制百万级原子光镊芯片
2026-06-25 08:59
来源:https://stcsm.sh.gov.cn/xwzx/mtjj/20260623/067d4dba794940b3b0191fd623e856aa.html
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6月23日,中国上海本土企业璇相科技成功研制全球首款可产生百万级原子光镊阵列的超表面芯片,突破长期制约中性原子量子计算规模化扩展的核心光学瓶颈,为迈向百万比特量级通用容错量子计算补齐关键前置硬件能力。该成果由中国璇相科技与中国原子量子计算企业中器无量联合攻关,其中中国璇相科技负责芯片研发,中国中器无量提供中性原子实验平台及系统级验证支持。

这款百万级光镊芯片面向超大规模原子量子比特制备需求。中国璇相科技在指尖大小的区域内集成数亿个纳米级光学单元,可将单束激光直接转化为百万级光镊阵列,显著降低原子光镊系统复杂度。传统中性原子实验系统通常依赖大规模自由空间光路生成受控原子阵列,系统结构复杂,阵列规模也受限于空间光调制器、声光偏转器等关键器件。芯片化方案把光场生成能力压缩到微纳结构中,为后续标准化集成、批量复制和持续迭代提供了新的工程路径。

中性原子量子计算需要先用光镊阵列把冷却后的原子逐个囚禁在真空环境中,再通过激光激发和原子间相互作用实现量子门操控。原子是否能够稳定装载、排列和读出,直接影响量子比特规模扩展。此次百万级原子光镊阵列超表面芯片解决的是“先把足够多的原子位点准备出来”的前置问题,它并不等同于已经建成百万比特量子计算机,但为后续大规模原子装载、系统集成和容错架构验证提供了更大的光学底座。

中国璇相科技与中国中器无量围绕光路耦合、阵列表征、平台适配和测试流程开展多轮验证。中国中器无量的中性原子实验平台为芯片提供真实运行环境,并把系统对光镊阵列的实际需求反馈至芯片设计、制备和验证迭代中,最终完成百万级超表面光镊芯片从制备、光场测试到真实中性原子平台实机验证的闭环。中国上海另一家中性原子企业太一量生也已导入该系列光镊芯片,并开展大规模阵列相关实验。

中国璇相科技表示,下一阶段将以百万级光镊芯片为基础,联合中国上海量子产业生态伙伴,继续攻关十万级以上原子装载、整机系统集成和长期稳定运行等工程化课题。对于中性原子量子计算而言,百万级光镊阵列只是规模化路线中的关键硬件环节之一,后续仍需在原子装载效率、量子门保真度、低串扰控制、纠错资源组织和系统长期稳定性等方面继续验证。该成果也显示,中国上海在中性原子、光芯片、微纳制造和精密光学等产业链环节已经形成协同攻关基础。

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