上海本土企業璇相科技聯合中器無量研製了全球首款可產生百萬級原子光鑷陣列的超表面晶片。
2026年6月1日出版的第11期《求是》雜誌發表習近平總書記的重要文章《前瞻佈局和發展未來產業》。文章強調：“立足客觀條件，發揮比較優勢，堅持穩中求進、梯度培育，推動中國未來產業發展不斷取得新突破。”
財聯社、《科創板日報》聯合上海國投推出策劃專題“未來產業看上海”，今日，第三篇關注量子計算。
今年6月，上海一處實驗室裡完成的一項驗證，讓中性原子量子計算領域為之一振。
一束雷射穿過一枚小小的晶片，在光聚焦的靶區精準投射出上百萬個微光陷阱——這是全球首款可產生百萬級原子光鑷陣列的超表面晶片，首次完成系統級光場驗證。同樣難得的是，從項目啟動到成品落地，僅用時數月。
當然，百萬光鑷，不等於百萬原子，不等於百萬位元，也不等於精準操控。但這一突破——通過片上光學的一次大膽實驗將百萬位元量級通用容錯量子計算從理論可能推至工程起點，也為整個系統的範式躍遷打開了新的可能性。
創造這一“中國速度、上海方案”的是2個90後科學家——璇相科技創始人許淵、中器無量創始人呂旭東，這兩個人一個專攻超表面光晶片，主做中性原子量子計算整機。
通用量子計算，建立在規模與編碼糾錯上：往往物理位元需達百萬級才能實現大量的邏輯位元。而真實原子系統中的光鑷陣列，此前只有萬級。二人聯手，一舉突破了這個長期的規模瓶頸。
這究竟是一場怎樣的技術突襲？
近日，呂旭東、許淵接受了《科創板日報》獨家專訪，拆解這場量子技術突破背後的故事。我們的採訪地選在了於上海浦東新區漕河涇，這片園區集聚了大量積體電路、精密光學領域的初創企業。
整場專訪持續近兩個小時，兩人不時互相接過話頭補充細節，從僅有數月攻堅的日夜迭代，到上海產業鏈協同的切身感受，都在這間採訪間裡徐徐展開。
▌從36萬到100萬：七年磨刀，數月破壁
要理解這項突破的價值，得先明白中性原子量子計算在爭什麼？
簡單來說，量子電腦的算力，在一定程度上基於它能同時駕馭多少個“量子位元”。經典電腦用0和1，量子位元卻像一枚可以同時處於多種狀態的硬幣，天然擁有更強大的平行計算潛力。
而在所有造量子位元的路線裡，用光鑷囚禁中性原子，被公認為最具規模化前景的一條路。
如果把一個原子量子位元看作一個演員，那“光鑷”就是把它精準鎖定在舞台特定位置的追光燈。光鑷陣列越大，能同時起舞的演員就越多，算力就越強。
通用容錯量子計算這道大門，公認的鑰匙是百萬位元級的物理規模，而邁不過規模這道檻，一切宏偉藍圖都只能是紙上談兵。
璇相科技的創始人許淵，早就在跟這個坎較勁了。
“我做這個事，前後摸了快7年，才把36萬的結果做出來。”2019年，他剛進入在哥倫比亞大學做研究時，就立下了這個目標：用一枚超表面晶片，解決中性原子光鑷陣列的規模化難題。2026年1月，成果在《自然》發表——晶片生成了36萬個光鑷位點，創下當時的世界紀錄。作為論文的共同第一作者，許淵從最初提出範式設想，到研發流片至最終上機測試，貫穿了這項工作的始終。哥倫比亞大學Sebastian Will教授的課題組則在中性原子實驗體系、原子捕獲與操控以及光學系統適配中發揮了核心作用。兩方通力合作，才最終把一枚光學晶片真正放進了中性原子實驗體系。
他告訴《科創板日報》記者，這枚晶片像一份藍圖，證明百萬級的夢想並非空想。但它有個致命的工程軟肋：晶片太小、工作距離太短，光鑷陣列"搆不著"真空腔裡的原子——中間必須加一套複雜的光學中繼系統。追光燈再亮，照不到舞台也是枉然。
“36萬和100萬，看起來只差了3倍，實際上整個設計演算法都要推倒重來。”許淵說道。傳統演算法處理不了這麼龐大的陣列，更何況，他們要的不只是規模上的數字升級，而是一塊能真正裝機、穩定運行的產品。
對璇相而言，這次工作並不是對《自然》論文中36萬光鑷結果的簡單“放大版”。從演算法架構、器件尺寸和工藝窗口，到工作距離、視場以及與真空系統的介面，都需要圍繞整機需求重新定義。團隊希望沉澱的也不是一枚一次性的實驗晶片，而是真正具備量產可行性的標準化模組。
故事的轉折點發生在今年年初。
許淵遇到了中器無量創始人呂旭東——一位深耕中性原子量子系統多年的科學家。
呂旭東現任中國科學院上海光機所研究員，曾在加州理工學院物理教授Manuel Endres團隊深度參與當時全球最大規模的6100位元中性原子量子處理器的實驗工作。
如果說許淵是造“燈光系統”的天才，呂旭東就是那個最懂“舞台工程”的人。兩人技術體系高度互補，一拍即合。
“當時就覺得一見如故，這件事情值得幹。”呂旭東回憶起初次見面的場景，2026年2月，目標正式敲定——研製一款能直接適配真空系統的百萬級光鑷超表面晶片。此時，距離流片成功，只剩幾個月。
▌數月闖三關，點亮百萬“星光”
從36萬到100萬，不是簡單的放大，而是一次從演算法、工藝到光學系統的全面重構。要在短短幾個月內完成，團隊必須一口氣闖過三道大關。呂旭東說，“那段時間所有人都加班到很晚，大家都很辛苦，團隊高頻開進度同步會，每個小組每周做技術匯報，節奏拉得很滿。”
第一關，演算法重建。原有的演算法架構，就像用一台老式電腦去渲染一部4D巨幕電影，算力和調度能力都遠遠不夠。團隊從零開始，為GPU叢集平行運算架構量身打造了一套全新的光鑷陣列設計演算法，才總算馴服了百萬級陣列這個龐巨量資料野獸。
第二關，工藝極限。如果把這枚晶片放在顯微鏡下，你會看到一片壯觀的“奈米柱森林”。每根柱子高約數百奈米，寬卻只有幾十到一百奈米，深寬比超過7:1，比頭髮絲還要精細上萬倍。要把這些密集矗立的“奈米高塔”刻得均勻、筆直，是現代微納加工工藝的頂尖挑戰。稍有偏差，柱子就會倒塌或缺失，影響整塊晶片的性能。
“百萬個光鑷，那怕只有萬分之一的缺陷率，也會有上百個壞點，這絕對不能接受。”許淵說。
第三關，光學擴容。傳統萬級光鑷的光學系統，好比一個聚光燈，現在要讓它一下子照亮並精準追蹤百倍大的舞台，視野根本不夠用。團隊借鑑了更高精度光學系統的設計思想，對物鏡和光路進行了脫胎換骨的改造，將光學視場在兩個維度上都拓展了十倍，才讓這百萬個光鑷能夠穩定地投射到真空腔裡的原子身上。
“原來一萬光鑷規模的光學系統還能用，要做到一百萬，視場得擴大上百倍，原先的方案根本滿足不了。”呂旭東補充道，光學系統幾乎是和超表面晶片同步定製開發，前後腳完成加工，才趕上了整體測試節奏。
據《科創板日報》記者瞭解，超表面晶片解決了“生成”百萬光鑷的問題，讓科研人員們看到了整個系統通過晶片化實現範式躍遷的潛力，這與近期《Strategy Plan for Neutral Atom Quantum Computation》中各位領軍人物的判斷高度重合，也回答了歐盟Q-planet計畫和美國商務部的種種舉措背後的邏輯。但這條路在被當下如此關注之前，許淵和哥大的合作者們已經默默走了7年時間。
當然，這次的成果與一台能真正用於原子操控的量子系統之間，還有一條完整的工程鏈需要跨越：
更大規模的陣列意味著更高的雷射功率需求——百萬級光鑷所需要的雷射功率，遠超萬級系統。高功率雷射在光束質量、功率穩定性、熱管理等方面的要求呈指數級上升，這不是晶片供應商能獨立解決的工程難題，必須由整機商來完成系統級的適配與整合。
晶片生成的百萬光鑷位點，需要經過一套精密的光學系統進行光束整形、光路耦合和像差校正，才能精準投射到真空腔的原子工作區域。
光鑷陣列生成後，還需要對每一個位點進行標定——測量它的位置、強度和均勻性，確保百萬個光鑷“可用”而非僅僅“存在”。下一步，還要在真實的原子系統中完成實機驗證，確認原子能被高效裝載、排列和操控。
中器無量作為整機平台，承擔了從光學系統適配、光鑷陣列標定測量及目前正在進行的真實原子系統閉環驗證等全鏈條工作。
“晶片本身不能產生光鑷陣列。”中器無量相關負責人表示，“我們做的是光學系統適配、高功率雷射適配、光鑷陣列標定測量，最後在真實原子系統裡完成閉環驗證。晶片解決的是‘能不能生成’，我們解決的是‘能不能用’。越大規模的陣列，需要越高功率的雷射器適配，這個後續需要我整機商（我們）來做。”
驗證不能只停留在光場層面，最終必須要落到原子系統上。下一步的目標是實現萬級到十萬級的原子捕獲與裝載——從光場驗證到原子捕獲，從晶片生成到整機系統整合，這是一條完整的工程鏈路。中器無量與璇相科技的雙向協同，共同走通了百萬光鑷從晶片到原子系統的完整路徑。
對於此次測試成功的結果，許淵感慨道，看著順利是運氣，但撐起這份運氣的是七年的堅持與工藝沉澱和上海獨一無二的產業生態。
“我們利用上海的半導體工藝平台和上游夥伴的資源，我們的團隊直接進場調工藝、做支撐，前前後後偵錯了數月，最後一波才正式做片子，但是一次就成了，還算是比較驚喜。”許淵回憶起攻堅節奏時說道。
在許淵看來，真正需要被覆制的並不是這一次“百萬”的數字，而是背後的工程流程。璇相正在把光場設計、版圖與演算法、微納工藝、測試標定和系統適配逐步固化成標準化流程，使一次科研樣片的能力轉化為持續迭代的產品能力。
▌量子世界的“軍備競賽”剛剛開始
百萬光鑷晶片落地的時刻，恰好踩在了全球量子競賽驟然升溫的節點上。
今年7月，美國中性原子量子硬體初創公司Oratomic完成3億美元A輪融資。其提出的“高速率碼”糾錯架構，有望將容錯量子計算所需物理量子位元，從行業共識的百萬等級壓縮至1萬-2萬枚。巨大技術想像空間迅速點燃資本熱情，貝索斯家族辦公室也出現在其投資方之列。
鮮少有人留意，這條炙手可熱的技術路線，與國內企業中器無量同出一源。
Oratomic聯合創始人Manuel Endres為加州理工物理系教授。2016年，他在《科學》發表開創性研究，實現單原子捕獲與重排，奠定中性原子量子計算的發展根基；2024年，其實驗室打造出6100量子位元系統，創下世界紀錄，被業內視作領域內里程碑成果。中器無量呂旭東正是該項目的研究員。
同源的技術根基，中器無量走得更紮實——不僅完整繼承了加州理工團隊在基礎研究與前沿探索上的深厚積澱，更將這種學術勢能與中國獨有的工程化優勢深度融合。中器無量選擇了更穩健的工程化路徑，先交付穩定可用的整機系統，同時穩步推進硬體規模擴張。
“糾錯效率提升和硬體規模擴張，是通往通用量子計算的兩條腿，缺一不可。”呂旭東向《科創板日報》記者打了個比方，“高速率碼從演算法層面降低了門檻，這是了不起的突破，但它最終必須跑在足夠紮實的硬體上。我們做百萬光鑷、做整機工程化，就是在給所有先進的糾錯演算法鋪路、搭底座。底座越穩，上面的創新才能盡情施展。”
這種工程能力的快速建構，一定程度上也得益於上海光機所近年來探索出的一套成果轉化模式。據央視6月份報導，光機所將技術成果引入牽頭組建的專業孵化器，所長張龍將其概括為“標準化、專業化、模組化、定製化”的輔育體系。截至目前，光機所在長三角已落地孵化70多家硬科技項目。中器無量正是這套體系下走出的企業之一。
這個“底座”的價值，正在快速轉化為產業動能。
呂旭東表示，量子計算產業化是一場長跑，中器無量的策略是先夯實整機工程化能力，持續積累系統整合與工程迭代的經驗，為後續的技術突破和場景探索提供可靠的硬體底座。在應用方向的前瞻探索上，中器無量也在與多家GPU公司開展合作，研究量子計算與經典智算的協同路徑。呂旭東認為，真正有價值的應用場景需要量子硬體、演算法和工程系統同步成熟後才能逐步浮現，在此之前，持續的技術積累比短期商業目標更關鍵。‘未來算力的終極形態，一定是量子與經典的協同。
許淵對璇相科技的未來規劃同樣抱定著長期主義精神，從最精密、最前沿的量子場景出發，逐步輻射到更廣闊的光計算、片上光學等領域。“把龐大、脆弱、昂貴的實驗室光學系統，做到一枚可量產的晶片上，這是量子計算走向千家萬戶的必經之路。”許淵稱。
▌“中國速度”的秘密，藏在上海生態
“在海外，初創企業很難對接頂級實驗室的機台資源，想做非標工藝的協同研發更是難上加難。但上海完全不同。”在海外深耕多年的許淵，對這次實現“上海速度”的體會尤為深刻。
百萬級光鑷晶片的誕生，是一場需要精密協同的產業接力賽。
從晶圓製備、薄膜沉積、奈米光刻，到干法刻蝕、光學標定、量子驗證，涉及多家不同領域的頂尖供應商。而上海恰恰集齊了這張複雜拼圖上的所有關鍵環節，形成了從設計到驗證的完整產業鏈閉環。
各類中試平台、科研機台高度開放，讓初創企業能像使用公共服務一樣，低成本、高效率地完成研發迭代。許淵坦言，同樣的項目如果放在海外，很難做到這麼快的節奏。“成果出來的時候，許多海外的同行都特別震驚，說沒想到在上海能這麼短時間把整套系統都攻克。”
這種生態，並非一蹴而就。上海堅持精準深耕中性原子量子計算賽道，圍繞它搭建起了“科研創新+中試轉化+產業落地”的全鏈條體系，打通了從0到1的原始創新、1到10的工程迭代、10到100的產業規模化。
這一成果的實現，也是上海市聚焦中性原子，以整機牽引上下游協同創新的典範。中器無量作為整機企業，將系統的實際需求持續反饋至晶片設計與製備環節；璇相科技據此完成晶片研發與系統級驗證——整機牽引元件突破，元件突破反哺整機升級，二者形成了“需求定義—協同攻關—閉環驗證”的上下游協同範式。而整機企業還有望帶動精密光學、微納製造、高端雷射器件等多個環節和組部件向規模化、工程化方向持續迭代，推動量子計算產業鏈的系統性升級。
在這樣的分工中，璇相希望形成面向行業開放的上游能力，通過把複雜的奈米光學設計和製造能力平台化，整機企業可以更多聚焦原子物理、量子控制和系統整合；璇相則根據不同的技術路線提供定製化光晶片，並把重複出現的工程需求沉澱為可復用、可量產的器件和工藝模組。對產業鏈而言，這種專業化分工有望降低不同團隊重複建設光學研發和微納工藝能力的成本。
“上海要的從來不只是0到1，而是0到100，既要有0到1的科研創新，也要有1到100的產業突破和協同。我覺得這既加速了科研的發展，更加速了科研成果從實驗室到產業化的進展。”許淵的這句話，精準點出了上海硬科技生態的核心優勢。
呂旭東表示，在上海，一項實驗室裡的技術，能快速走向產線接受檢驗，正是這種與產業緊密結合的土壤，催生了僅數月從圖紙到晶片的“中國加速度”。
採訪中，呂旭東與許淵並排坐在記者對面，兩位90後創始人的狀態恰好印證了外界對二人“整機底座+光芯引擎”的互補評價：呂旭東身著簡約的深色商務短袖，作為深耕中性原子量子系統多年的科研人員，他說話節奏平緩沉穩，每談及工程落地細節都格外嚴謹，帶著科研人特有的紮實沉穩。
許淵則戴著一副細框眼鏡，措辭謙遜，聊起超表面晶片的演算法與工藝攻關時條理清晰卻不張揚。採訪間隙，其拿出手機，翻出顯微鏡下晶片的實拍照片給記者看：“這些密密麻麻的方塊，從上往下看平平無奇，其實每一根柱子都有數百奈米高，是名副其實的‘奈米城市’。”
許淵表示，在GPU時代，我們曾是跟隨者，但在量子計算這個全新的算力賽場上，憑藉更快的工程化速度、更完整的產業生態和從場景出發的落地能力，中國團隊有機會建構起獨特的競爭優勢。
呂旭東則堅信，當行業進入硬核技術比拚的下半場，速度與底座，就是最有力的語言。(科創板日報)