量子随机存取存储器QRAM商用芯片发布：PsiQuantum与台积电联合量产全球首款可寻址量子内存
PsiQuantum与台积电在光量子计算领域取得突破，联合发布全球首款可商用的量子随机存取存储器芯片，解决了量子计算长期面临的内存瓶颈。
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量子计算的一个被低估的瓶颈在于存储。传统量子计算机的量子比特状态极不稳定，通常只能维持微秒到毫秒级别的相干时间，这意味着计算过程中产生的中间结果必须在极短时间内被使用或丢失。PsiQuantum与台积电联合发布的QRAM芯片，正在尝试解决这一问题。
2030年5月发布的QRAM-1芯片采用光子量子比特方案，利用台积电的先进封装技术，在一块12平方毫米的芯片上集成了1024个可寻址的光学量子存储单元。每个单元能够存储一个光子量子比特的状态信息，相干时间达到惊人的1.2秒，比当前最好的超导量子比特长三个数量级。
PsiQuantum CEO Jeremy O'Brien表示：「QRAM让量子计算第一次拥有了真正的随机存取内存。这意味着量子算法可以像经典程序一样，在计算过程中自由读写中间结果，而不需要将所有信息保持在量子比特的相干时间内完成。」
QRAM-1的技术核心是「延迟线存储」架构。光子量子比特被注入由低损耗氮化硅波导构成的光纤环形谐振腔中，通过精确控制环腔长度和耦合系数，光子可以在环中循环存储长达数秒。读写操作通过可调谐方向耦合器完成，延迟低于50纳秒。
台积电先进技术业务开发处负责人表示，QRAM-1采用台积电N3E工艺制造光子芯片，混合键合技术将光子层与经典控制电路层垂直集成。单颗芯片封装尺寸为25mm×25mm，可直接集成到PsiQuantum现有的光量子计算平台中。
在性能测试中，QRAM-1的量子比特存储保真度达到99.3%，读写保真度达到98.7%。该指标已满足多数量子纠错编码的需求。PsiQuantum预计，搭载QRAM-1的量子计算机在执行Shor算法等需要大量中间存储的量子程序时，性能将提升10倍以上。
不过，QRAM-1目前仍需在接近绝对零度的环境中运行，制冷系统的成本和体积限制了其应用场景。PsiQuantum计划在2031年推出室温兼容版本，但具体时间表取决于新型量子材料的研发进展。
哈佛大学量子科学与工程中心主任Lukin评论称：「QRAM是量子计算实用化道路上的关键拼图。有了它，量子计算机才真正具备了执行复杂算法的能力，而不仅仅是展示量子霸权。」
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