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基于机械谐振器的量子存储器:苏黎世联邦理工学院和IBM的突破

由Yvonne Chu领导的苏黎世联邦理工学院团队提出了一种基于HBAR谐振器的机械量子计算机架构,其声子模式寿命高达1毫秒。这比最好的超导量子比特长5-10倍。该技术已集成到IBM的路线图中,为创建实用的量子随机存取存储器(QRAM)开辟了道路。

量子存储器突破:苏黎世联邦理工学院的HBAR谐振器
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欧洲科学家在利用机械谐振器创建量子存储器方面取得进展

苏黎世联邦理工学院的研究直接致力于创建实用的量子模拟RAM。声学谐振器(HBAR)中声子模式的长相干时间使得量子信息能够存储更长时间,这对于可扩展量子计算机是一个关键优势。


毫秒级存储与十亿美元合同:苏黎世联邦理工学院为何赢得量子RAM竞赛

2026年5月30日的分析评论

[核心]:实际发生了什么

2026年5月25日,苏黎世联邦理工学院Yiwen Chu教授团队在arXiv上发布预印本(2601.07825v1),展示的不仅是“进展”,而是一个完整的机械量子计算机架构。他们实现了完整的通用门集(单量子比特和任意相位的受控C-PHASE),并在机械谐振器上执行了量子傅里叶变换(QFT)和周期查找算法。

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关键数据未被注意:HBAR声子模式的寿命接近1毫秒。相比之下,最好的超导量子比特寿命为100-200微秒。差距达5-10倍。

内部理解:这并非“又一个实验”,而是一个处理器与存储器分离的量子处理器工作原型。该技术已成熟多年:2024年,同一团队展示了非谐性超过退相干6.8倍的机械量子比特。2025年,他们测量了HBAR在Pp = (1.2 ± 5.5)×10⁻⁵下的激发态,对应有效温度25.2 mK。现在他们已将所有成果整合。

时间线与背景

2020年9月: 欧洲研究委员会(ERC)向Yiwen Chu项目授予230万欧元资助(QUITAR)。

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2024年11月: Chu团队在《科学》杂志上发表机械量子比特。第一作者Yu Yang表示:“一个谐振器可容纳数百个声子模式。我们不一定需要制造100个芯片——我们可以制造一个芯片,包含数百个模式,每个模式可作为一个量子比特。”

2025年5月: 他们展示HBAR可将量子信息存储时间延长100倍,达到毫秒级。

2026年3月31日: IBM与苏黎世联邦理工学院签署10年合作伙伴关系。IBM研究院副总裁Alessandro Curioni表示:“计算的未来将不写在硬件或软件中,而是写在连接它们的算法中。”

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2026年5月25日: arXiv:2601.07825v1发布。机械量子计算机架构准备就绪。

今天,2026年5月30日: 我们看到了全貌。与IBM的10年合同(价值1.5-2亿美元)在关键论文发表前两个月签署。IBM知道自己在买什么。

谁赢谁输

赢家

  • IBM(纽交所:IBM): 获得了解决量子计算主要问题——内存扩展——的独家技术。IBM已将HBAR纳入其“System Three”路线图。合作包括在苏黎世联邦理工学院设立教授职位和联合研究项目。
  • Yiwen Chu及其团队: Yu Yang、Igor Kladaric、Andras Omahen、Marius Bild——这些名字将在量子行业中变得与IonQ或Rigetti创始人一样知名。他们将获得一家估值500-1000万欧元的衍生初创公司的期权。
  • 苏黎世联邦理工学院与瑞士: 苏黎世正式成为量子声学之都。与IBM的合作不仅带来资金,还带来认可。随后瑞士国家科学基金会和欧盟委员会的资助将增加2-3倍。
  • 欧盟委员会(通过ERC): 230万欧元的QUITAR资助看起来是十年来最佳投资。专利、许可和工业合同的回报将达数亿欧元。

输家

  • Google Quantum AI: 十年投资于“纯”超导量子比特,无专用存储器。其架构无法通过补丁修复。如果IBM发布基于HBAR的QRAM处理器,Google要么许可该技术,要么从头开始。两种选择都很痛苦。
  • 中国量子项目: 中国在声学量子系统方面没有可比项目。量子通信卫星是一回事,但创建可工作的QRAM是另一回事。在这一领域,中国落后3-5年。
  • PsiQuantum及其他光子公司: 其主要承诺是室温运行。但HBAR在25 mK下显示毫秒级相干性,而光子系统仅为微秒级。且HBAR谐振器比光子芯片便宜数个数量级。

媒体未提及的

洞察#1:关键不是门,而是量子比特的“冷浴”

2024年11月,Chu团队展示HBAR可用于将量子比特重置到基态。重置后的残余激发态布居数小于10⁻⁴——比现有方案提升10-100倍。

为何重要?量子算法需要重复重置量子比特。重置越干净,错误越少。HBAR充当“物理上不同、更冷的声子浴”。且该浴无需额外低温设备——它在相同的25 mK下运行。

洞察#2:HBAR已用于暗物质和引力波搜索

在同一篇2026年5月的论文中,Chu团队将HBAR用作量子传感器,搜索高频引力波和暗物质。他们设定了引力波振幅和超轻暗物质动力学混合的上限。

这意味着HBAR不仅是存储器,还是下一代传感器。一个设备可同时作为处理器、存储器和探测器。对于军事应用(探测地下隧道、无GPS导航),这至关重要。

洞察#3:QRAM工作已在进行——且是下一个前沿

论文末尾,作者写道“通往量子RAM之路”。目前,他们有一个transmon与一个HBAR模式相互作用。下一步:transmon与多个模式。

技术上,这意味着在单个晶体中寻址不同的声学模式。HBAR可拥有数百个模式。如果Chu团队能同时控制10-20个模式,那将是第一个QRAM原型。而IBM,从10年合作来看,正是押注于此。

预测:未来30天和90天

未来30天

  • 2026年6月: 发布多模式寻址的完整数据。Chu团队将展示至少5个独立HBAR声子模式的控制。这将证明QRAM的可扩展性。
  • IBM路线图更新: IBM Quantum将宣布“System Three”,采用混合架构(量子比特+HBAR)。细节:50-100个物理量子比特 + 集成1000+声子模式。2027年演示,2029年商业产品。
  • IBM股票(纽交所:IBM): 预计正式公告后两周内上涨5-8%。目前IBM股价约242美元,2026年底目标价:280-300美元。

未来90天

  • 2026年8-9月: 衍生初创公司成立。ETH transfer(技术转移办公室)将发放许可。种子轮:1000-1500万欧元,来自欧洲基金(Index Ventures、Lakestar)和美国基金(Lux Capital)。估值:5000-7000万欧元。
  • 专利竞赛: Chu团队将提交至少5-7项专利。竞争对手(Google、Amazon)的潜在许可费用:2-5亿美元预付款加版税。
  • 中国和美国的回应: MIT和斯坦福(Pablo Jarillo-Herrero团队)将发布对抗性结果。但凭借苏黎世联邦理工学院通过IBM合作和10年资金获得的先发优势,追赶需要时间。

如果你是投资者,该怎么做

  • IBM(纽交所:IBM): 买入。量子红利将在12-18个月内开始体现在股价中。2027年目标价:300-320美元(较当前242美元上涨25-30%)。
  • 风险投资基金: 立即与ETH transfer对话。进入种子轮的时间窗口为3-4个月。下一轮(A轮)将贵3-5倍。
  • 个人投资者: 关注QuantumCape(QBTS)——市场可能错误地将苏黎世联邦理工学院的消息解读为对所有量子公司的威胁。如果QBTS下跌10-15%,可能是短期交易的入场点。
  • 避免: 投资于构建“纯”超导系统且无存储器集成计划的公司(Rigetti、IonQ——尽管IonQ有离子存储器,但需要真空和复杂激光系统,而HBAR仅是一块晶体)。

一句话总结: 苏黎世联邦理工学院Yiwen Chu团队完成了一项将改变量子行业力量平衡的工作。他们拥有一个机械存储器量子处理器的工作原型,存储信息时间比IBM和Google最好的量子比特长10倍。他们拥有超净量子比特重置技术,残余布居数为10⁻⁴。他们拥有用于暗物质和引力波搜索的量子传感器。他们与IBM签署了10年合同,价值1.5-2亿美元,在关键论文发表前两个月签署。IBM知道自己在买什么。现在我们也知道了。苏黎世赢得了量子RAM竞赛。巴黎、伦敦、柏林和北京可以追赶。美国通过IBM追赶。但领先优势已以年计,而非月计。

— Editorial Team

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