国内首台4K低温QCCD量子计算机问世
近日,合肥幺正量子科技有限公司顺利完成国内首台4K低温QCCD芯片型离子阱量子计算系统的组装与调试工作。该系统在自主研发的低温芯片型离子阱中首次实现多离子的捕获与稳定囚禁,标志着我国在量子计算关键硬件领域取得重要突破,填补了相关技术空白。
量子计算作为全球科技竞争的前沿方向,其技术路径多样,其中离子阱方案凭借高操控精度和长相干时间等优势,被视为实现大规模量子计算的重要候选路线之一。在众多离子阱架构中,基于量子电荷耦合器件(QCCD)的系统目前展现出最强的综合计算能力。国际上已有机构依托此类系统实现高达2^23的量子体积,并推进实际应用场景探索。
QCCD型离子阱系统因其出色的量子比特操控能力与良好的可扩展性,成为当前最有可能实现技术收敛的发展方向,国内外领先企业普遍选择低温QCCD作为核心技术路径。相较传统系统,4K低温芯片型离子阱具备多项显著优势:通过微纳加工工艺提升器件精度与集成度,支持更大规模的系统扩展;利用成百上千个精密电极实现对离子比特的灵活操控与拓扑重构;配合4K低温真空环境,系统可达到10^-13 Torr级别的超高真空度,有效延长离子囚禁寿命,提升稳定性,并显著抑制电磁噪声干扰。
在研发过程中,幺正量子团队突破了芯片设计与制备、低温环境下的集成封装等多项关键技术瓶颈。此前,团队已在室温条件下实现离子囚禁与移动等核心功能。此次在低温环境下进一步优化射频电路性能,使射频品质因子(Q值)达到1225@4K,处于国际领先水平,成功打破国外技术垄断,构建起完整的自主知识产权体系。
这一进展不仅验证了国产化离子阱芯片在极端条件下的可行性与可靠性,也为后续构建可扩展、可编程的大型离子阱量子计算机奠定了坚实基础。