安徽省量子计算芯片重点实验室近日宣布，由本源量子牵头，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团队，在“本源悟空”超导量子计算机上成功开发出面向桶式量子随机存储器（QRAM）的“相干量子路由系统”。这一成果解决了QRAM规模化扩展的关键技术瓶颈，相关研究已发表于国际权威物理期刊《物理评论X》。
量子随机存取存储器（QRAM）被视为量子计算机的“数据中心”，承担着数据存储与调度的核心功能。其核心组件“量子路由器”需根据地址指令精准传输量子数据，但传统方案存在致命缺陷：随着路由网络规模扩大，每新增一个节点都需通过大量标准量子门分解指令，导致线路深度呈指数级增长，误差累积严重制约了QRAM的扩展能力。这一技术瓶颈长期阻碍着量子计算实用化进程。
研究团队创新性地提出基于辅助能级的量子路由方案，通过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。这种设计如同在拥堵的数据通道上方架设“量子立交桥”，使数据无需经过冗余节点即可直达目标位置。实验数据显示，在“本源悟空”量子计算机上搭建的三节点两层路由网络中，单个路由器信息传输效率达98%，两层网络整体效率仍保持93%；随机访问测试中，单节点保真度达94.8%，两层网络保真度为82.4%，验证了系统在真实硬件环境下的可靠性。
该突破具有双重战略价值：一方面为现有超导量子硬件构建可扩展QRAM提供了全新路径，另一方面标志着我国量子计算研发从单点性能优化向复杂功能系统验证的跨越。通过深度挖掘量子器件的物理特性，该方案在降低运算成本的同时显著提升了效率，为量子芯片与线路的协同优化开辟了新方向。实验中采用的浅线路设计特别适用于含噪声中等规模量子（NISQ）设备，对推动量子计算实用化进程具有重要意义。
