全球首款！国产百万级原子光镊阵列芯片发布

上海璇相科技近日成功研制出全球首款可产生百万级原子光镊阵列的超表面芯片。该芯片在约4毫米直径的工作区域内生成了百万级光镊位点，是目前公开报道中超表面光镊阵列达到的最大规模。

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态，利用原子间相互作用实现量子门操控。

图1：超表面原子光镊艺术渲染图

光镊阵列是整条技术路线的基础底座，原子困不住，后面的装载、操控和读出都无从谈起。

过去这一规模受限于光镊生成方式。主流方案依赖空间光调制器或声光偏转器，前者受像素尺寸限制，一台顶级空间光调制器能产生的高均匀性陷阱上限仅约5万个。

2025年9月加州理工团队用两台空间光调制器生成约1.2万个光镊位点，最终捕获6100个中性原子，创下当时中性原子量子比特阵列的规模纪录。

璇相科技的解决方案采用超表面芯片。该芯片在指尖大小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。

超表面的像素尺寸可做到几百纳米，远小于工作波长，意味着更大的有效数值孔径和更紧致的焦点。

图2：百万光镊阵列测试结果图

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，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。

双方围绕光路耦合、阵列表征、平台适配等关键环节完成多轮协同验证，最终实现了从芯片制备到真实平台实机验证的闭环。

上海另一家中性原子企业太一量生也已导入该系列光镊芯片，并开展相关实验。璇相科技表示，将联合上海量子产业生态伙伴，持续攻关十万级以上原子装载、整机系统集成等核心工程化课题。