图灵量子发布第三代光量子计算机

fudashuai

       9月12日下午，在2026浦江创新论坛成果发布会科产融合生态研讨专场，图灵量子创始人金贤敏正式发布“TuringQ Gen3大规模芯片级可扩展光量子计算机”。

　　图灵量子TuringQ Gen3发布现场

　　金贤敏在发布会上介绍，从TuringQ Gen1、Gen2到Gen3，图灵量子的整机技术路线由科研级专用光量子计算机、大规模混合集成光量子计算机，进一步迈向大规模芯片级可扩展光量子计算机。TuringQ Gen3构建全芯片化、模块化、可扩展的整机架构和全栈软硬件体系，采用标准IDC机柜形态，支持量子算力节点按需扩展。系统具备优秀的易用性、鲁棒性和经济性，为真实量子计算应用探索做好了准备。

　　采用空时复用架构

　　实现10000光子级的扩展

　　面向光量子计算规模化、芯片化和工程化，TuringQ Gen3基于高速可编程薄膜铌酸锂光量子芯片，集成量子光源、可编程光量子处理芯片、单光子探测及量子-经典异构计算等核心模块。

　　金贤敏介绍，该系统采用空时复用架构，将空间光路、时间循环和高速电光调控纳入统一可编程网络，使同一组物理器件能够在不同时间模式中重复参与量子演化，并与空间模式共同形成大规模时空计算网络，可支持单芯片10000光子级、1000000模式数的计算资源扩展。

　　具体来说，通用容错光量子计算的实现需要持续提升模式规模、可编程线路深度以及纠错编码所需的物理资源。金贤敏团队基于时间模式与空间模式融合构建时间-空间大规模量子干涉网络，提出基于延时环路的空时复用方案：光子脉冲进入延时线后进行存储，每时刻通过高速电光调制信号调控干涉仪网络结构，S（空间模式数）个光子压缩脉冲在存储环中经过多轮延时后逐级输出，与后续注入的压缩光脉冲发生量子干涉，通过T（时间模式数）时刻的演化，可构建尺度达TxS的大规模光量子计算网络。

　　图灵量子和上海交大金贤敏团队联合研发的空时复用方案

　　记者了解到，在时间自由度利用与大规模光量子计算领域，金贤敏团队已开展了十余年研究。2013年，金贤敏参与完成的《Linear Optical Quantum Computing in a Single Spatial Mode》发表于《Physical Review Letters》，利用时间分箱编码在单一空间模式中承载多个量子信息单元；同年，其与牛津大学团队合作完成的《Boson Sampling on a Photonic Chip》发表于《Science》，在集成光子芯片上首次实现多光子玻色采样，实验上开启了量子优越性演示的征程。

　　此后，团队持续拓展时间维度在玻色采样中的应用。2022年发表于《Chip》的《Quantum Advantage with Membosonsampling》将时间模式与自循环光子芯片结合，建立跨时间层的多光子关联，实验获得最高56个光子符合事件和75万个模式，跨过了光量子计算的量子优越性节点。团队取上海交通大学“思源致远”之意，将该实验原型机命名为“致远号”。

　　其中，“致远3号”是TuringQ Gen3开展大规模高斯玻色采样实验验证的重要计算单元，在损耗和系统规模的严格边界条件下，验证了量子优越性，并面向世界模型等人工智能方向探索。

　　全栈工艺支撑芯片级工程化

　　随着空时复用不断扩大模式规模和线路深度，光子需要经历更多传输、耦合、调控和探测环节，规模扩展与损耗控制的重要性进一步提升。

　　为了在最严谨边界条件下仍然可以实现量子优越性，金贤敏团队以芯片工程为核心付出了长期的艰辛努力。TuringQ Gen3同步推进空时模式扩展与全链路低损耗优化，团队围绕量子光源、片上传输、器件调控、芯片耦合和单光子探测持续优化，薄膜铌酸锂光量子芯片光子线路传输损耗达到0.03 dB/cm，关键单器件插入损耗低于0.1dB，光纤—芯片单端耦合损耗达到0.9dB/facet，晶圆级量子光源光谱纯度超过99%，系统总损耗率越过了演示量子优越性的关键瓶颈。

　　晶圆级薄膜铌酸锂光量子芯片

　　上述性能建立在全栈研发能力和晶圆级工艺持续迭代基础上。图灵量子建立“设计—制造—测试—反馈—再迭代”的晶圆级芯片工艺闭环，将优化目标由单器件性能进一步拓展至晶圆级一致性、参数分布和批次重复性，使传输、调控和耦合等关键性能在设计与制造迭代中持续优化，为大规模光量子芯片和整机系统扩展提供工艺支撑。

　　实测结果与理论预测高度一致，验证大规模高斯玻色采样计算正确性

　　在系统实验中，团队对不同光子规模下的高斯玻色采样输出开展统计验证。不同泵浦功率下，系统获得相应的光子点击数概率分布；对约8000个不同输出事件进行逐项比较，实验测量概率与理论预测整体保持高度一致。实测结果与理论预测高度一致，验证大规模高斯玻色采样计算正确性。

　　图灵量子走向“量子应用价值挖掘”

　　对于已经跨越经典计算边界的量子计算而言，理论加速究竟是几亿倍还是几万亿倍，已不再是核心问题。当前真正重要的是让量子计算真正用起来，并在真实问题中持续验证、释放其计算价值。

　　图灵量子TuringQ Gen3具备优秀的易用性、鲁棒性和经济性，并围绕量子计算应用持续完善软硬件基础。公司自主研发的XLink低延迟互联架构和DeepQuantum量子编程框架、量擎量子计算平台、QAgent等量子-经典混合软件工具，降低量子算法开发和使用门槛。

　　与此同时，图灵量子推进量子智算中心建设，将光量子计算机接入现有智算基础设施，为量子算力稳定部署、统一调度和持续调用提供工程支撑。

　　金贤敏表示，真正具有应用价值的量子优势，无法由一家量子计算企业单独定义。正如GPU从专业计算工具逐步走向广泛应用，量子计算也需要让更多科研人员、开发者和行业用户便捷使用、广泛参与，更需要各行业开放真实场景、提出真实问题。“只有让量子计算走进更多实际场景，在应用中验证优势、发现价值，才能不断拓展其应用边界，推动量子计算与各行业深度融合。”

　　在业内人士看来，从量子优越性验证到应用价值挖掘，TuringQ Gen3正推动光量子计算由量子优越性实验验证迈向大规模可编程计算和产业价值验证阶段，为光量子计算的工程实现探索可扩展的技术路径。　作者：李兴彩