2026年9月1日——由大阪大学量子信息与量子生物学中心副主任兼工程科学研究生院教授YAMAMOTO Takashi领导的一个日本研究小组，与日本国立信息通信技术研究所（NICT）及滨松光子学株式会社合作，成功演示了基于集成波导阵列的10通道多路复用量子光子接口，创下世界纪录。该接口是实现多台量子计算机光学互联的关键技术。

中性原子量子计算机预计将采用约10,000个原子的阵列，每个原子充当一个量子比特。然而，容错通用量子计算机预计需要超过一百万个量子比特用于纠错。因此，实现这一规模的一条有前景的途径，是在多个量子处理器之间分发纠缠光子，从而使它们相互连接。这需要一种能够并行连接许多量子比特的多路复用量子光子接口。

以往的多路复用方法主要依赖并行光纤，且仅限于少数几个通道。这些方法集成密度不足、原子间距过大，因此难以应用于传统的中性原子量子计算机。

在这项研究中，YAMAMOTO教授的研究小组开发了一套包含集成光学波导阵列的光学系统，并演示了来自中性原子阵列的并行光子传输与探测。从以微米级间距排列的10个原子发射的光子，被耦合到32通道波导阵列的10个并行通道中，经光纤传输后实现并行探测。

实验还证实，通道间串扰可以忽略不计，且原子的量子态与发射光子的偏振态之间存在关联性，进一步表明该接口在多路复用原子-光子纠缠和量子处理器组网方面的潜力。该方法预计可扩展到约100个并行通道。

光子探测采用了一种多通道超导纳米带光子探测器系统。该系统基于NICT先进ICT研究所神户前沿研究中心超导ICT器件实验室主任MIKI Shigehito开发的技术，并由滨松光子学株式会社电子管事业部经理SHIMOI Hideki为本实验新开发完成。

YAMAMOTO教授表示：“通过开展从中性原子阵列到超导纳米带光子探测器系统的研发，我们实现了多路复用光学接口的首次演示。今后，我们将提高多路复用度，推进中性原子量子计算机的互联，加速迈向容错网络化量子计算机。”

这项研究标志着向具备容错通用量子计算所需可扩展性的网络化量子计算机迈出了重要一步。通过并行光子链路实现多个量子处理器的互联，该技术有望支撑类似于现代数据中心的大规模量子计算架构——众多计算模块作为一个整体协同工作。