全球首款！中國芯片讓量子計(jì)算邁過“百萬”門檻

一臺(tái)頂級(jí)設(shè)備只能生成5萬個(gè)光鑷位點(diǎn)，而中國芯片直接在4毫米內(nèi)生成百萬個(gè)。這不僅是數(shù)字的差距，更是一條技術(shù)路線的顛覆。

2026年6月23日，上海璇相科技宣布了一個(gè)消息：全球首款可產(chǎn)生百萬級(jí)原子光鑷陣列的超表面芯片研制成功。

這顆芯片只有指尖大小，工作區(qū)域直徑約4毫米。但就在這么小的范圍內(nèi)，它生成了超過一百萬個(gè)光鑷位點(diǎn)。

這是什么概念？

超表面原子光鑷藝術(shù)渲染圖

先搞清楚一個(gè)問題：光鑷陣列到底是干什么的？

中性原子量子計(jì)算，說白了就是用光鑷陣列把冷卻后的原子一個(gè)個(gè)“囚禁”在真空中，再用激光把原子激發(fā)到高能態(tài)，利用原子間的相互作用來實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。

光鑷陣列是整個(gè)技術(shù)路線的基礎(chǔ)。原子如果困不住，后面的裝載、操控和讀出都無從談起。

過去這個(gè)規(guī)模一直上不去，問題出在光鑷的生成方式上。主流方案依賴空間光調(diào)制器或聲光偏轉(zhuǎn)器。空間光調(diào)制器受像素尺寸限制，一臺(tái)頂級(jí)設(shè)備能產(chǎn)生的高均勻性陷阱上限只有5萬個(gè)左右。

2025年9月，加州理工團(tuán)隊(duì)用兩臺(tái)空間光調(diào)制器拼在一起，生成了大約1.2萬個(gè)光鑷位點(diǎn)，最終捕獲了6100個(gè)中性原子。這已經(jīng)是當(dāng)時(shí)中性原子量子比特陣列的世界紀(jì)錄了。

璇相科技走了一條完全不同的路。他們用超表面芯片，在指尖大小的區(qū)域內(nèi)集成了數(shù)億個(gè)納米級(jí)光學(xué)單元。單束激光打進(jìn)去，直接轉(zhuǎn)化出百萬級(jí)光鑷陣列。

超表面的像素尺寸可以做到幾百納米，遠(yuǎn)小于工作波長。這意味著更大的有效數(shù)值孔徑、更緊致的焦點(diǎn)、更強(qiáng)的捕獲能力。

數(shù)字對(duì)比更直觀：加州理工用兩臺(tái)設(shè)備拼出1.2萬個(gè)位點(diǎn)，璇相科技用一顆芯片直接生成百萬個(gè)。差距不是一個(gè)量級(jí)，是接近兩個(gè)量級(jí)

百萬光鑷陣列測(cè)試結(jié)果圖

這不是實(shí)驗(yàn)室里的孤芳自賞

這次成果由璇相科技和原子量子計(jì)算企業(yè)中器無量聯(lián)合完成。璇相科技負(fù)責(zé)芯片研發(fā)，中器無量提供中性原子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證支持。

雙方圍繞光路耦合、陣列表征、平臺(tái)適配等環(huán)節(jié)，做了多輪協(xié)同驗(yàn)證。最終實(shí)現(xiàn)了從芯片制備到真實(shí)平臺(tái)實(shí)機(jī)驗(yàn)證的完整閉環(huán)。

換句話說，這顆芯片不是停留在論文里的概念，而是在真實(shí)的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上跑通了。

上海的另外一家中性原子企業(yè)——太一量生，也已經(jīng)導(dǎo)入了這個(gè)系列的光鑷芯片，正在開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

一個(gè)產(chǎn)業(yè)的生態(tài)正在成形

上海已經(jīng)涌現(xiàn)出中器無量、太一量生、不籌量子等多家走中性原子技術(shù)路線的量子計(jì)算企業(yè)。璇相科技的芯片化方案，具備標(biāo)準(zhǔn)化集成和批量復(fù)制迭代的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

中器無量的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)曾開發(fā)出當(dāng)時(shí)全球最大規(guī)模的中性原子量子計(jì)算機(jī)，相關(guān)成果發(fā)表在《自然》雜志正刊。這次百萬級(jí)光鑷芯片的成功驗(yàn)證，是他們?cè)谝?guī)模化道路上又一次刷新行業(yè)紀(jì)錄。

但別高興太早。從百萬級(jí)光鑷位點(diǎn)到百萬原子捕獲，中間還有很長的路要走。

璇相科技和中器無量已經(jīng)把目標(biāo)定下來了：中期實(shí)現(xiàn)10萬級(jí)原子裝載與穩(wěn)定捕獲，遠(yuǎn)期邁向100萬原子量級(jí)。

中間要攻克的難題還有一堆：原子裝載、重排、操控、讀出，以及整機(jī)系統(tǒng)集成和長期穩(wěn)定運(yùn)行。

業(yè)內(nèi)人士也承認(rèn)，百萬級(jí)光鑷芯片打通了大規(guī)模中性原子陣列構(gòu)建的關(guān)鍵前置硬件環(huán)節(jié)，但邁向百萬比特量級(jí)量子計(jì)算機(jī)，仍然面臨多維度系統(tǒng)工程挑戰(zhàn)。

這次突破的真正價(jià)值在哪里？

不在于數(shù)字本身，而在于它驗(yàn)證了一條可行的技術(shù)路徑。

傳統(tǒng)方案依賴空間光調(diào)制器和聲光偏轉(zhuǎn)器，這條路越往前走越窄。像素尺寸的物理限制就擺在那里，你堆再多設(shè)備也堆不出百萬級(jí)。

超表面芯片走的是另一條路——用半導(dǎo)體行業(yè)的制造能力來解決量子光學(xué)的問題。一顆芯片集成數(shù)億個(gè)納米單元，單束激光輸入，百萬陣列輸出。這種“芯片化”思路，具備標(biāo)準(zhǔn)化、可批量復(fù)制的產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢(shì)。

這才是真正值得關(guān)注的變化。

量子計(jì)算要走向?qū)嵱没仨毥鉀Q規(guī)模問題。無論是復(fù)雜科學(xué)計(jì)算還是密碼分析，都需要足夠大的量子比特規(guī)模和糾錯(cuò)資源。從全球范圍看，各主流量子計(jì)算路線距離百萬級(jí)物理比特的穩(wěn)定運(yùn)行和工程化部署，仍然有顯著差距。

璇相科技的這顆芯片，至少把中性原子這條路的光學(xué)底座問題解決了。

接下來的問題留給整個(gè)行業(yè)：有了百萬級(jí)的光鑷陣列，怎么把一百萬個(gè)原子一個(gè)個(gè)裝進(jìn)去、穩(wěn)住、操控好？

這不是一家企業(yè)能搞定的事。璇相科技已經(jīng)表態(tài)，要繼續(xù)聯(lián)合上海量子產(chǎn)業(yè)生態(tài)伙伴，攻關(guān)這些核心工程化課題。

上海在中性原子量子計(jì)算、光芯片、精密光學(xué)、微納制造和高端激光器件等方向上有完整的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。這種協(xié)同創(chuàng)新的生態(tài)，可能是這次突破背后更值得關(guān)注的東西。