Selon les informations obtenues par Dimensional Net auprès du Laboratoire clé de puces quantiques de la province de l'Anhui, Origin Quantum, en collaboration avec l'Université des sciences et technologies de Chine, l'Institut de recherche en intelligence artificielle du Centre national de sciences globales de Hefei et d'autres équipes de recherche, a développé avec succès un « système de routage quantique cohérent » destiné à la mémoire vive quantique (QRAM) de type bucket sur l'ordinateur quantique supraconducteur autonome « Origin Wukong », équivalent à l'installation d'une « voie rapide » pour les centres de données, résolvant efficacement le problème industriel de l'extension de la QRAM. L'article connexe a récemment été publié dans la revue internationale de physique Physical Review X.
Si l'on compare l'ordinateur quantique à une « ville intelligente », la mémoire vive quantique (QRAM) en est le « centre de données » chargé de stocker et d'acheminer les données. La QRAM est un module fonctionnel essentiel pour la mise en œuvre d'algorithmes tels que la recherche quantique et l'apprentissage automatique quantique ; son cœur est le « routeur quantique », responsable de l'acheminement précis des données vers leur destination conformément aux instructions d'adresse. Cependant, dans les solutions traditionnelles, à mesure que l'échelle du réseau de routage augmente, chaque nœud supplémentaire nécessite un grand nombre de portes quantiques standard pour décomposer les instructions couche par couche, ce qui entraîne une augmentation considérable de la profondeur des circuits et une accumulation d'erreurs, limitant ainsi l'extension de la QRAM.
Pour relever ce défi, l'équipe de recherche a proposé une solution de construction de routeur quantique basée sur des niveaux d'énergie auxiliaires. Le « système de routage quantique cohérent » exploite les niveaux d'énergie auxiliaires des bits quantiques supraconducteurs pour transformer les opérations d'échange contrôlé complexes en une implémentation équivalente de circuits peu profonds composés d'un petit nombre de portes de transition à deux bits, ce qui revient à établir une « voie rapide » au-dessus des canaux de données congestionnés, permettant aux données de contourner les nœuds redondants pour atteindre directement leur destination, réduisant considérablement la profondeur des circuits et diminuant les erreurs. Les chercheurs ont effectivement construit trois routeurs quantiques indépendants et un réseau de routage quantique à deux niveaux sur l'ordinateur quantique supraconducteur autonome « Origin Wukong » pour effectuer des tests. Les résultats montrent que l'efficacité de transmission des informations d'un routeur quantique individuel atteint 98 %, et que l'efficacité de transmission globale du réseau de routage à deux niveaux atteint également 93 %. Lors des tests d'accès aléatoire, la fidélité moyenne d'un routeur quantique individuel atteint 94,8 %, et celle du réseau de routage à deux niveaux atteint 82,4 %. Les données démontrent que cette solution permet d'obtenir un routage cohérent et réversible contrôlé par adresse quantique, et présente un potentiel d'extension à des réseaux de plus grande échelle.
Les chercheurs ont indiqué que cette percée offre non seulement une nouvelle voie pour la construction d'une QRAM extensible sur le matériel supraconducteur existant, mais marque également le passage de la recherche et du développement en calcul quantique en Chine d'une optimisation de performance unique à une phase de validation de fonctions quantiques complexes sur du matériel réel. En s'appuyant sur les caractéristiques intrinsèques des dispositifs quantiques, il est possible d'obtenir des opérations à moindre coût et à plus haute efficacité, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives pour l'optimisation conjointe des puces quantiques et des circuits.