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客戶成果|量子計算雙登Nature！
當(dāng)量子計算的 “硬件競賽” 進(jìn)入白熱化階段，科學(xué)家們始終在攻克兩個核心難題：如何讓量子比特數(shù)量足夠多，以及如何讓這些 “脆弱” 的量子比特持續(xù)穩(wěn)定工作。就在近期，兩篇發(fā)表于頂刊的研究相繼給出了突破性答案 —— 加州理工學(xué)院實現(xiàn)了 6100 個高相干原子量子比特的穩(wěn)定陣列，而哈佛大學(xué)則讓 3000 個量子比特連續(xù)運行超 2 小時，徹底打破 “脈沖式操作” 的局限。這兩大成果強強聯(lián)手，直接為容錯量子計算鋪好了 “從實驗室到實用化” 的關(guān)鍵一步。更值得關(guān)注的是，這兩大世界級突破的背后，都有來自中國企業(yè)-上海頻準(zhǔn)激光的激光器技術(shù)支撐，國產(chǎn)高端激光正成為全球量子科研的關(guān)鍵力量。
先回顧：量子計算的 “原子方案” 為何被寄予厚望？
在量子比特的 “載體之爭” 中，中性原子憑借光學(xué)鑷子陣列技術(shù)，成為最具規(guī)模化潛力的選手之一。簡單來說，光學(xué)鑷子就是用高度聚焦的激光做成的 “微型抓手”，能精準(zhǔn)捕獲單個原子并固定在特定位置，每個原子就是一個量子比特。
但過去的困境很明確：要么能困住的原子太少（幾百個已是極限），要么量子比特 “壽命太短”（相干時間短、容易丟失），根本撐不起復(fù)雜的量子運算。而量子糾錯 —— 實現(xiàn)通用量子計算的 “最后一公里”—— 對硬件的要求近乎苛刻：需要數(shù)千個物理量子比特，且錯誤率低于 0.1%，才能編碼出穩(wěn)定的 “邏輯量子比特”。
此前的技術(shù)始終卡在 “數(shù)量” 和 “穩(wěn)定性” 的兩難里，直到這兩篇研究的出現(xiàn)，直接把中性原子量子計算的硬件水平拉到了新高度。
第一重突破：加州理工學(xué)院的 6100 原子陣列，刷新 “數(shù)量 + 質(zhì)量” 雙紀(jì)錄
美國加州理工學(xué)院的Manuel A. Endres教授團隊在《Nature》期刊上發(fā)表題為“A tweezer array with 6100 highly coherent atomic qubits”的研究論文，首先解決了 “規(guī)模化” 的核心難題 —— 他們搭建了一個包含 1.2 萬個 “鑷子工位” 的陣列，平均每次實驗?zāi)芊€(wěn)定捕獲超過 6100 個銫原子作為量子比特，且 1.6 萬次循環(huán)中偏差僅 1.13%。
6100 個銫原子被高度聚焦的激光束即光鑷被捕獲的場景
第二重突破：哈佛的 3000 qubits 連續(xù)運行 2 小時，解決 “可持續(xù)” 難題
如果說加州理工學(xué)院搭建了 “量子軍團”，那哈佛大學(xué)團隊則為這支軍團裝上了 “永動機”—— 9月15日，哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院組成的研究團隊在《Nature》期刊上發(fā)表題為“Continuous operation of a coherent 3000-qubit system”（3000量子比特相干系統(tǒng)的連續(xù)運行）的研究論文。Neng-Chun Chiu、Elias C.Trapp、Jinen Guo、Mohamed H. Abobeih、Luke M. Stewart、Simon Hollerith為論文共同第一作者，Simon Hollerith、Mikhail D. Lukin為論文共同通訊作者。首次實現(xiàn)了 3000 個原子量子比特的連續(xù)運行，徹底擺脫了過去 “脈沖式操作” 的局限。
更關(guān)鍵的是：“連續(xù)運行”+“量子相干” 兼得
過去的連續(xù)操作，往往以犧牲量子態(tài)為代價，但哈佛團隊做到了 “魚與熊掌兼得”：
存儲區(qū)的量子比特能保持 1.09 秒的相干時間（動態(tài)解耦技術(shù)加持），即使在持續(xù)補給新原子時，原有量子比特的相干性也幾乎不受影響；
他們甚至能讓存儲區(qū)的量子比特保持在 “相干疊加態(tài)”（量子計算的核心狀態(tài)），-duty cycle（有效工作時間占比）達(dá) 90%，為后續(xù)的量子糾錯和深度電路運算提供了可能。
參考文獻(xiàn)：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09596-6
值得特別關(guān)注的是，在中性原子量子計算硬件的關(guān)鍵突破中，國產(chǎn)高端精準(zhǔn)激光技術(shù)提供了重要支撐力量。此次哈佛大學(xué)在研究中，采用了上海頻準(zhǔn)激光提供的兩款核心設(shè)備 ——15 瓦輸出功率的 828nm 光纖激光器與 15 瓦輸出功率的 852nm 光纖激光器，前者為動態(tài)光學(xué)鑷子的原子運輸提供穩(wěn)定激光源，后者則構(gòu)成了制備區(qū)與存儲區(qū)靜態(tài)鑷子陣列的核心光路，二者共同保障了 3000 個量子比特連續(xù)超 2 小時運行的穩(wěn)定性與相干性；而此前加州理工學(xué)院實現(xiàn) 6100 個高相干原子量子比特陣列的研究，同樣選用了上海頻準(zhǔn)激光的 1055nm 光纖放大器，其優(yōu)異的功率穩(wěn)定性與低噪聲特性，為大規(guī)模原子陣列的精準(zhǔn)捕獲與長期維持奠定了關(guān)鍵基礎(chǔ)。這一系列應(yīng)用，不僅體現(xiàn)了國際頂尖科研團隊對國產(chǎn)激光技術(shù)的認(rèn)可，更標(biāo)志著我國在量子計算配套核心器件領(lǐng)域已具備比肩國際一流水平的實力。
哈佛大學(xué)采用頻準(zhǔn)高功率828nm&852nm光纖激光器
加州理工學(xué)院采用頻準(zhǔn)1055nm光纖放大器
量子計算的 “原子時代” 加速到來
從第一個原子量子比特的實現(xiàn)，到如今 6100 個原子的 “靜態(tài)陣列” 和 3000 個原子的 “動態(tài)持續(xù)運行”，中性原子量子計算用短短幾年時間，走完了從 “原理驗證” 到 “硬件落地” 的關(guān)鍵路程。
加州理工學(xué)院和哈佛的這兩項研究，不僅是技術(shù)上的突破，更讓我們看到了量子計算實用化的清晰路徑 —— 或許不用太久，基于原子陣列的 “容錯量子計算機” 就會從論文走進(jìn)現(xiàn)實，徹底改變我們解決復(fù)雜問題的方式。而現(xiàn)在，我們正見證這個時代的序幕被正式拉開。
產(chǎn)品介紹
摻鐿光纖放大器
基于摻鐿光纖放大技術(shù)，實現(xiàn)對976-1134nm單頻或非單頻輸入激光的放大，最大輸出為200W，同時保證了輸出激光極低的強度噪聲和相位噪聲。具有高功率、低噪聲放大、超快速種子切斷保護(hù)等特點。
基于低噪聲摻鉺光纖激光器、摻銩激光器和高效率的和頻模塊，頻準(zhǔn)激光可以提供高功率的811-880nm激光器。具有高功率（e.g：30W@813nm;30W@852nm）和低強度噪聲的特點，可以應(yīng)用于量子計算和量子精密測量等領(lǐng)域。
關(guān)于頻準(zhǔn)
上海頻準(zhǔn)激光科技股份有限公司成立于2017年，是國家高新技術(shù)企業(yè)和國家級專精特新小巨人企業(yè)。于上海市嘉定區(qū)徐行鎮(zhèn)張江科技示范園，現(xiàn)有員工四百多人，其中博士十余名，高級工程師多名。頻準(zhǔn)激光致力于高端單頻光纖激光器的研發(fā)與生產(chǎn)，為國家重大項目提供了國際一流的激光技術(shù)和產(chǎn)品。
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