A Dimension Network soube, pelo Laboratório Chave de Chips de Computação Quântica da Província de Anhui, que a Origin Quantum, em colaboração com equipes de pesquisa da Universidade de Ciência e Tecnologia da China e do Instituto de Pesquisa em Inteligência Artificial do Centro Nacional de Ciências Abrangentes de Hefei, desenvolveu com sucesso, no computador quântico supercondutor autônomo "Origin Wukong", um "sistema de roteamento quântico coerente" voltado para a memória quântica de acesso aleatório (QRAM) em formato de balde, o que equivale a construir uma "via expressa" para centros de dados, resolvendo efetivamente o desafio industrial da expansão da QRAM. O artigo relacionado foi publicado recentemente na revista internacional de física Physical Review X.
Se o computador quântico for comparado a uma "cidade inteligente", a memória quântica de acesso aleatório (QRAM) seria o "centro de dados" responsável por armazenar e agendar dados nela. A QRAM é um módulo funcional essencial para a implementação de algoritmos como busca quântica e aprendizado de máquina quântico, cujo núcleo é o "roteador quântico" — responsável por entregar dados com precisão ao destino conforme instruções de endereço. No entanto, nos esquemas tradicionais, à medida que a escala da rede de roteamento aumenta, cada novo nó exige um grande número de portas quânticas padrão para decompor instruções em camadas, resultando em um aumento drástico da profundidade do circuito e na acumulação de erros, o que limita a expansão da QRAM.
Diante dessa dificuldade, a equipe de pesquisa propôs um esquema de construção de roteador quântico baseado em níveis auxiliares de energia. O "sistema de roteamento quântico coerente" utiliza os níveis auxiliares de energia dos qubits supercondutores para transformar operações complexas de troca controlada em uma implementação equivalente de circuito raso composto por um pequeno número de portas de transição de dois qubits, o que equivale a construir uma "via expressa" acima dos canais de dados congestionados, permitindo que os dados contornem nós redundantes e cheguem diretamente ao destino, reduzindo significativamente a profundidade do circuito e diminuindo os erros. Os pesquisadores construíram efetivamente três roteadores quânticos independentes e uma rede de roteamento quântico de duas camadas no computador quântico supercondutor autônomo "Origin Wukong" para testes. Os resultados mostram que a eficiência de transmissão de informações de um único roteador quântico atinge 98%, e a eficiência geral de transmissão da rede de roteamento de duas camadas também atinge 93%. Nos testes de acesso aleatório, a fidelidade média de um único roteador quântico atinge 94,8%, e a fidelidade média da rede de roteamento de duas camadas atinge 82,4%. Os dados indicam que este esquema pode realizar roteamento coerente e reversível controlado por endereços quânticos, com potencial para expansão a redes de maior escala.
Os pesquisadores afirmaram que este avanço não apenas oferece um novo caminho para a construção de QRAM escalável no hardware supercondutor existente, mas também marca a transição da pesquisa e desenvolvimento de computação quântica na China, de otimização de desempenho isolada para a fase de validação prática de funções quânticas complexas em hardware real, aproveitando as características intrínsecas dos dispositivos quânticos para alcançar operações de menor custo e maior eficiência, abrindo novas perspectivas para a otimização colaborativa de chips quânticos e circuitos.