HARQ致力于连接多样化量子比特以构建可扩展量子系统
2026年4月14日——美国国防高级研究计划局(DARPA)正式启动了“异构量子架构”(HARQ)项目,旨在突破量子计算领域长期存在的关键障碍:如何超越单一技术体系,实现具有实际影响且可扩展的量子应用。
尽管量子技术生态发展迅速,但当前绝大多数方案仍围绕单一类型的量子比特(qubit)构建。这种局限性迫使研究人员必须基于特定技术的缺陷来设计整个系统。由此产生的同质化架构与经典计算形成鲜明对比——后者通过整合CPU、GPU、ASIC等专用处理器形成异构体系,每种硬件针对特定任务优化。HARQ项目正推动量子领域采用类似思路。
该项目的核心目标是确立新范式:将不同优势的量子比特类型整合于单一系统,构建异构量子计算架构。
“每种量子比特技术各有优势,但没有任何单一方案能满足大规模高性能量子系统的全部需求。HARQ要求学界摆脱‘一种量子比特统治一切’的思维定式,”DARPA项目经理贾斯汀·科恩表示,“我们将定义真正异构量子架构的形态,并开发实现系统互联的关键技术。若成功,这将为量子计算扩展提供更高效的路径,解锁当前无法实现的应用。”
为实现该愿景,来自15个机构的19个团队将分两条技术路线并行推进:
1. 多量子比特互联编译优化软件架构(MOSAIC)
聚焦开发软件框架与电路编译器,通过利用不同量子比特特性优化算法性能与资源分配。其目标是通过编译生成物理电路的“马赛克”组合,显著提升系统效率。
2. 量子共享骨干网(QSB)
攻克硬件互联挑战,研发支持异质量子比特间通信的高保真连接技术,实现不同平台量子比特的跨系统整合。
从实验探索到规模化应用
对量子开发者而言,HARQ意味着超越单一比特类型的系统设计革命;对工业界、政府及国家安全领域的潜在用户而言,这标志着量子技术从实验走向实用化的路径。
未来24个月内,HARQ团队将通过深度技术交流与协同设计,开发异构系统所需的架构原理、工具链与核心组件。通过验证异构方案的可行性与可扩展性,该项目旨在为更大规模演示验证与未来量子基础设施投资奠定基础,推动新一代量子机器诞生——这些机器将加速材料科学、化学、医药等领域的突破性发现,并为国家安全提供决定性优势。


