《科创板日报》6月24日讯（特约记者 戴嘉怡 记者 陈俊清） 近日，上海本土企业璇相科技成功研制全球首款可产生百万级原子光镊阵列的超表面芯片，突破了长期制约中性原子量子计算规模化扩展的核心光学瓶颈，为迈向百万比特量级通用容错量子计算补齐前置硬件能力。

《科创板日报》记者了解到，本次成果由璇相科技与原子量子计算企业中器无量联合攻关，其中璇相科技负责芯片研发，中器无量提供中性原子实验平台及系统级验证支持。该成果为上海中性原子、光芯片与微纳制造等产业链协同攻关的里程碑。

▍光镊阵列是决定原子阵列规模的基础要素

中性原子量子计算的基本原理，是用光镊阵列把冷却后的原子逐个囚禁在真空中，再通过激光将原子激发到高能的里德堡态，利用原子间的长程相互作用实现量子门操控。每一个光镊是一束高度聚焦的激光，在真空中形成微型陷阱，把单个冷原子固定在焦点上，从而进行后续的量子态操控、量子门操作、读取。原子困不住，后面的装载、重排、操控和读出都无从谈起。

通用容错量子计算对物理比特数量的需求在百万量级，不管是复杂科学计算还是密码分析，量子计算机都需要足够大的比特规模和纠错资源作为支撑。而光镊阵列正是决定原子阵列规模的基础要素，光镊够不够多、够不够密，直接决定了中性原子这条路能走多远。

中器无量相关负责人在接受《科创板日报》记者采访时介绍，“目前中性原子量子计算光镊产生主要采用SLM空间光调制器，但空间光调制器的分辨率有限，所以能够产生的光场调节精度有限，从而无法产生百万级的精准的光镊阵列的光场。”

具体来说，SLM的典型像素尺寸在4到20微米之间，受限于有效数值孔径，要把光聚焦到足以困住单个原子的微米级焦点，必须借助多级中继光学系统逐级缩小光斑，每经过一级光学元件，就会带来功率折损和像差。

加州理工团队2025年创下的6100原子世界纪录，用了两台SLM和NA 0.65的高数值孔径物镜，视场直径仅1.5毫米，激光总功率超过100瓦。据哥伦比亚大学团队估算，SLM大约需要300个像素才能稳定生成一个高质量陷阱，一台4000×4000像素的顶级SLM能产生的高均匀性陷阱上限约只有5万个。

璇相科技则交出一份不同的解决方案，超表面是一种由亚波长尺度的纳米柱阵列构成的平面光学器件，每个纳米柱精确调控穿过它的光波相位，激光穿过芯片时，数亿个纳米柱协同工作，直接在焦平面上形成预先设计好的光强分布。

和SLM相比，超表面的像素尺寸可以做到几百纳米，远小于工作波长，意味着更大的有效NA、更紧致的焦点，以及在同等面积内容纳更多光镊位点的能力。更关键的是，超表面可以跳过中继光学系统，直接把光镊阵列投射到原子工作区域。

璇相科技此次发布的芯片面向1064纳米波段优化，器件口径接近厘米级，有效数值孔径约0.65，在不经过任何中继光学系统的情况下，直接在约4毫米直径的工作区域内生成了百万级光镊位点。这是目前公开报道中，超表面光镊阵列达到的最大规模。

中器无量相关负责人认为，这一突破的意义在于打开了规模化加速的通道，“百万级光镊芯片打通后，将快速推进十万级到百万级的原子捕获和量子比特操作，加快了我们实现通用容错大规模容错的进展，也将带动量子计算上下游整个产业链。”

需要注意的是，本次验证聚焦的是光场生成与系统适配，原子是否被实际装载、装载率如何，是下一阶段要攻克的课题。璇相科技方面也强调，光镊芯片解决的是“先把足够多的位点建出来”这一步，原子能不能高效入位并稳定工作，最终取决于光学系统、装载方案、控制系统之间的整体协同。

▍两家企业接力联合攻关

中器无量是国内中性原子量子计算整机企业，核心团队成员曾参与搭建当时全球最大规模的中性原子量子计算机，成果发表于《自然》主刊。

据悉，该团队用4个月建成并投入运行首套中性原子量子计算高速验证平台，突破了光镊阵列关键技术，在微米级真空腔内实现大规模比特原子的高密度精准操控。

谈及公司的核心优势，中器无量相关负责人表示，“当前中性原子领域发展很快，全球涌现出很多新的中性原子量子计算的初创企业，中器无量的优势在于工程化落地与最接近商业化的产业应用。中器无量承担国家任务，集合了国家资源，代表中国在量子计算赛道争分夺秒。”

璇相科技是一家专注于超表面光芯片研发的上海本土企业，该团队在微纳光学设计与制造领域拥有积累，负责本次百万级光镊芯片的研发与制造。该芯片在指尖大小的区域内集成数亿个纳米级光学单元，可将单束激光直接转化为百万级光镊阵列，具有标准化集成与批量复制迭代的产业化优势。

璇相科技为此建立了AI辅助仿真与设计工具链，在GPU集群上完成光学单元设计、全片版图生成和参数优化。

在联合攻关中，中器无量基于其中性原子实验平台承担系统级验证。百万级光镊阵列的视场远大于现有系统设计指标，超大视场下的光路耦合和成像质量是验证中的核心难点之一。中器无量团队凭完成了激光器、超大视场物镜、真空腔和测试光路的适配，实现了芯片光镊阵列在真实平台上的光场验证。

面向下一阶段，中器无量与璇相科技计划从两个层面推进，中期目标实现10万级原子装载与稳定捕获，远期目标迈向100万原子量级。

在商业化层面，中器无量相关负责人表示，公司规划了三个层面的商业化路径：整机销售、云服务以及量智融合等特定解决方案。“目前预测在材料研发、生物医药组合优化等场景会率先用上量子算力。在人工智能大模型的优化方面，我们也正在积极推进量子人工智能在AI领域的应用。”

▍量子产业竞速正当时

从行业竞争格局来看，全球量子计算赛道正处于多技术路线并行阶段，超导体系由IBM、Google引领，离子阱以高保真度见长，光量子与中性原子则在可扩展性上展现出巨大潜力。中性原子量子计算因其可扩展性强、室温运行、相干时间长等工程特性，被普遍认为是最具产业化前景的路径之一。过去一年，谷歌、IBM、英伟达等国际巨头逐渐加强对中性原子路线投入，两个月前，谷歌正式将中性原子纳入研究主线，英伟达也投资了中性原子初创企业QuEra。

中国的量子计算布局同样在提速。“十五五”规划纲要中，量子科技位列未来产业布局的首位。上海是这场竞速中的重要一极，2025年，上海量子科学研究中心联合团队成功构建了包含2024个中性原子的无缺陷原子阵列，刷新了世界纪录。

而此次百万级光镊芯片的诞生，则是在底层硬件层面的一次关键突破。从基础光场调控的科学问题出发，直指大规模原子量子比特制备的工程化难题，正是上海量子产业链“科学需求牵引芯片研发、芯片突破反推系统升级”的协同典型范本。

今年4月30日，习近平总书记在上海出席加强基础研究座谈会并发表重要讲话，强调“基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关”。《求是》杂志随后刊发《以更大力度更实举措加强基础研究》，进一步阐明了全面加强基础研究、打牢科技强国建设根基的战略方向。

在政策支撑下，上海作为量子科技产业的高地，正在形成从基础研究到工程落地的完整闭环。

从产业生态来看，上海在中性原子量子计算、光芯片、精密光学、微纳制造和高端激光器件等方向已形成较为完整的产业链基础。精密光学、真空设备等先进制造企业分布在周边，产业协同效率优势明显。

在资本端，上海设立了总规模150亿元的未来产业基金，定位为“耐心资本”，坚持“投早、投小、投硬科技”。基金将中性原子量子计算作为重点支持方向，已投资不筹量子、太一量生等多家中性原子路线企业。

产业链与资本的合力，正在上海催生出一股量子创业热潮。其中，前微软量子专家刘弘斌今年1月在上海创办太一量生，成立不到两个月即完成首轮融资，该公司也已导入璇相科技的光镊芯片并完成独立验证，太一量生也导入了相关芯片，并完成了大规模光镊阵列的独立测量与验证；原子芯光CEO栾兴生从大厂高薪职位离职，带着团队来到上海创业。