我国完成全球首个中性原子芯片级百万光镊验证

近日,上海璇相科技研制出全球首款可生成百万级原子光镊阵列的超表面芯片,突破中性原子量子计算规模化扩展的核心光学瓶颈。该芯片在指尖大小区域内集成数亿个纳米级光学单元,将单束激光直接转化为百万级光镊阵列,显著降低系统复杂度,替代传统依赖空间光调制器或声光偏转器的受限方案。

本次验证由璇相科技与中性原子量子计算企业中器无量联合完成。璇相科技负责芯片研发,中器无量提供中性原子实验平台及系统级实机验证支持。双方围绕光路耦合、阵列表征、平台适配与测试流程开展多轮协同攻关,完成从芯片制备、光场测试到真实中性原子平台闭环验证的全流程。现有中性原子实验平台多数关键部件原未适配百万级阵列,中器无量凭借系统集成能力构建真实运行环境,并将实际需求持续反馈至芯片迭代过程。

成果标志着我国在大规模中性原子量子计算关键硬件方向取得重要突破,亦为上海中性原子、光芯片与微纳制造等产业链协同攻关的重要里程碑。除中器无量外,上海另一家中性原子企业太一量生已导入该系列光镊芯片并开展相关实验。

面向下一阶段,双方设定中期目标为实现10万级原子装载与稳定捕获,远期目标为100万原子量级。从百万级光镊位点到百万原子捕获,仍需攻克原子装载、重排、操控与读出等系统工程难题。该芯片具备标准化集成与批量复制迭代的产业化优势,从底层破解大规模原子阵列光场生成难题,补齐通向百万比特量子计算机的关键前置硬件能力,并可同步赋能量子精密测量等前沿应用领域。

该成果依托上海完整的量子科技产业生态,涵盖芯片设计、微纳制造、精密光学及高端激光器件等环节。其研发路径体现“科学需求牵引芯片研发、芯片突破反推系统升级”的协同范式,是对基础研究作为“整个科学体系源头”和“所有技术问题总机关”定位的实践响应。中器无量创始团队曾开发当时全球最大规模中性原子量子计算机并发表于《自然》正刊,此次验证系其在规模化道路上刷新行业纪录的又一进展。

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