在通用容错量子计算领域，百万级物理比特是实现实用化的关键门槛，而硬件层面的突破始终是核心挑战。其中，用于操控中性原子的光镊阵列技术，长期制约着量子计算系统的规模化扩展。近日，上海璇相科技与中器无量联合宣布，成功研制出全球首款可生成百万级光镊阵列的超表面芯片，并在中性原子实验平台上完成系统验证，标志着我国在量子计算硬件领域取得重大突破。
这枚直径仅4毫米的芯片，通过集成数亿个亚波长尺度的纳米柱阵列，在极小区域内实现了超百万个高精度光镊位点的稳定生成。相较于传统技术路线，该方案将原本需要占据整个光学平台的复杂系统压缩至指尖大小，不仅大幅降低了硬件成本，更通过标准化设计为产业化应用铺平道路。实验数据显示，其光镊均匀性指标较现有技术提升两个数量级，直接突破了制约行业发展的光学瓶颈。
此前，全球范围内的大规模光镊阵列主要依赖空间光调制器（SLM）或声光偏转器等设备。2025年9月，加州理工学院团队曾使用两台SLM设备生成1.2万个光镊位点，最终捕获6100个中性原子，创下当时世界纪录。然而，传统方案受限于像素尺寸和光学系统复杂度，高均匀性光镊阵列的生成上限长期停留在5万个左右，难以满足量子计算对百万级物理比特的需求。
璇相科技研发的超表面芯片采用全新技术路径。当单束激光穿透芯片表面的纳米结构时，无需复杂的中继光路即可在焦平面直接投射出百万级光镊阵列。这种芯片化设计不仅简化了系统架构，更通过微纳加工工艺实现了光学元件的批量复制。中器无量提供的实验平台验证显示，该芯片在原子装载效率、寻址精度等关键指标上均达到国际领先水平。
这项突破的背后，是上海量子产业链的深度协同。璇相科技负责芯片设计与工艺迭代，中器无量提供实验平台与系统验证，太一量生等企业则参与后续技术转化，形成了从基础研究到工程应用的完整闭环。这种"需求牵引、迭代升级"的创新模式，显著缩短了量子硬件从实验室到产业化的周期。
在应用层面，百万级光镊阵列为量子计算、量子模拟和量子化学等领域开辟了新可能。大规模中性原子阵列可直接用于研究高温超导机制、强关联材料等基础科学问题；可编程原子阵列则在分子模拟、药物研发等方向展现出商业化潜力。更重要的是，该技术打破了高端量子操控器件长期依赖进口的局面，为国内科研机构提供了自主可控的核心硬件支持。
据IT桔子统计，2026年上半年全球量子技术领域融资规模同比增长超200%，产业竞争已进入关键窗口期。随着光镊芯片等核心技术的突破，我国量子科技产业链的自主可控能力正在系统性提升。尽管从硬件突破到实用化量子计算机仍需跨越原子装载效率、相干性保持等工程化门槛，但这项成果无疑为整个行业注入了强劲动力。
