北京时间 6 月 25 日，上海璇相科技正式对外发布全球首颗百万级原子光镊阵列超表面芯片，在直径仅 4 毫米的微小工作区域内，可稳定生成 100 万个独立可控的光镊捕获位点，能够精准束缚、操控单个中性原子，刷新全球超表面光量子操控技术的规模纪录，一举打破欧美企业在大规模原子阵列量子操控领域的技术垄断，为硅基中性原子量子计算机、量子精密测量、量子模拟新药研发提供核心硬件支撑，标志着我国在量子计算底层光学硬件领域实现关键性自主突破。
中性原子量子计算机被全球科学界公认为最有希望率先实现百万量子比特商用化的技术路线，对比超导量子、离子阱量子方案，中性原子具备可大规模阵列集成、相干时间长、硬件容错率高、量产成本可控等优势，而原子光镊阵列就是中性原子量子芯片的 “核心操控中枢”，通过精准激光束形成光学陷阱，捕捉单个原子作为量子比特，想要实现高算力量子计算机，就需要在极小空间内集成数十万甚至上百万个独立光镊位点。此前全球公开技术方案中，单颗芯片最多仅可实现十万级光镊阵列，想要搭建百万比特量子计算机，需要多颗芯片拼接使用，不仅光路调试难度极大，还会带来信号延迟、量子相干损耗、系统稳定性差等诸多技术难题，制约中性原子量子计算机的算力提升。
本次国产百万级原子光镊超表面芯片采用自主研发的亚波长微纳加工工艺，在方寸芯片上刻蚀上亿个纳米级光学微结构，实现激光光束精准分束、相位调控、聚焦捕获一体化集成，单芯片即可完成百万原子阵列同步操控，系统光路复杂度降低 90%，量子比特操控稳定性提升 6 倍以上，同时芯片实现全流程国产化设计、流片、封装，核心设计软件、微纳加工设备均摆脱海外技术依赖，可面向国内量子科研机构、量子科技企业批量供货。除量子计算场景之外，该芯片还可以应用于量子精密磁场探测、单分子生物观测、新能源材料微观结构分析、航空航天微弱信号检测等前沿科研领域，助力生物医药、航空航天、新材料等基础学科实现技术突破。
当前全球量子产业进入高速发展周期，各国纷纷加码量子计算基础设施建设，我国已经建成多座国家量子实验室，在硅基量子、中性原子量子、量子通信多条技术路线同步布局。本次百万级原子光镊芯片的技术突破，补齐了我国中性原子量子计算产业链上游核心硬件短板，后续可依托该硬件平台开展百万比特量子算法验证、量子药物模拟、气象量子预测等前沿研究，大幅缩短我国通用量子计算机的研发迭代周期。业内专家表示，超表面光镊芯片属于量子信息领域的 “卡脖子” 关键元器件，本次国产化突破，不仅可以降低国内量子科研的硬件采购成本，还能带动国内微纳光学、精密光电检测、高端半导体封装上下游产业协同升级，为我国量子科技产业链自主可控筑牢硬件根基。
