2026年4月8日——所有组件已就位。完成测试阶段后，ARQUE Systems公司的首个系统即将在于利希超级计算中心（JSC）投入运行。该中心的量子计算基础设施JUNIQ为科学界和工业界用户提供了接入多家制造商尖端量子计算机的渠道。

量子计算机在解决社会关切的高难度计算任务——例如模拟材料与化学过程，或攻克经典数字计算机难以处理的复杂优化问题——方面展现出巨大潜力。

“对于大多数应用场景而言，拥有数千至数百万量子比特的稳定系统是最理想状态。虽然当前距离这一目标尚远，但我们的技术路线最大优势正是可扩展性，”物理学家亨德里克·布卢姆教授解释道。他与于利希研究中心及亚琛工业大学的同事们共同创立的衍生企业ARQUE Systems，采用了半导体行业的成熟技术。

“这种方案具有多重优势：我们可以依托成熟的材料和制造工艺。同时，我们的自旋量子比特体积更小，抗干扰能力更强，原则上能在单个芯片上实现大规模集成，”ARQUE Systems首席执行官马库斯·贝克斯博士强调。

这位前创新顾问兼机械工程师表示：“从长远看，指甲盖大小的芯片可容纳数百万量子比特——远超目前任何技术路线所能实现的规模。”

先进量子处理器的电子传输技术

其中的关键挑战在于量子比特（简称qubit）的纠缠态。这种量子态耦合是实现量子计算机强大算力的核心前提。然而要实现量子比特纠缠，它们必须紧密相邻——这对大规模量子比特系统而言存在物理空间限制。

ARQUE Systems芯片采用专利技术，可使仅百纳米尺寸的量子比特实现位移。如同装配流水线，作为量子比特信息载体的电子能沿“传输路径”移动数万纳米距离，同时保持敏感量子态不衰减。这使得物理距离较远的量子比特也能建立纠缠态。

该技术原理源于于利希研究中心与亚琛工业大学的紧密合作。目前这项技术仍处早期发展阶段，ARQUE Systems的首个量子处理器包含5个量子比特——这已是半导体量子处理器的前沿水平。

系统其他核心部件也属自主研制。“所有关键组件均来自北莱茵-威斯特法伦州，并在此完成原型开发，”马库斯·贝克斯解释道。

首批处理器芯片原型在于利希研究中心的亥姆霍兹纳米设施（HNF）——亥姆霍兹联合会的超净实验室集群中制造。现行版本是与开发合作伙伴英飞凌共同研发的成果。

低温集成电路拓展量子比特规模

于利希研究中心彼得·格林贝格研究所——集成计算架构团队（PGI-4）正着力攻克“布线危机”这一扩展瓶颈。目前每个量子比特都需要独立外接控制线路，该团队拟通过与ARQUE Systems量子芯片直接集成的高效低温控制电子器件解决此问题。为此，PGI-4研究人员正与衍生企业IceCirc GmbH合作开发类智能手机芯片的特种芯片。