MITRE研发出一款盐粒大小的光学芯片，或可显著缓解量子计算机扩容过程中长期存在的激光控制压力。

据IT媒体TechRadar当地时间22日报道，这款芯片采用“少量光束控制更多目标点”的设计思路，可实现更快的光束调度，从而降低大规模量子系统对设备数量和电力消耗的要求。

这项技术由美国非营利研发机构MITRE旗下“Quantum Moonshot”项目开发，参与方包括MITRE、Massachusetts Institute of Technology、University of Colorado Boulder和Sandia National Laboratories。该项目旨在将光学控制技术与固态材料结合，构建可扩展的量子计算架构，以稳定操控大规模量子比特。

在量子计算领域，依靠激光操控量子比特的路线一直面临扩展性挑战。随着量子比特规模提升至数百万级，传统方案往往需要为不同量子比特配备独立激光，设备数量和控制复杂度也将随之大幅攀升。为解决这一问题，研究团队选择以少量激光束在多个目标点之间进行高速切换。

据介绍，这款芯片面积约1平方毫米，内部集成了微型悬臂梁阵列。每个微结构都相当于一个可改变光路的倾斜面。施加电压后，结构中的氮化铝层会膨胀或收缩，带动悬臂梁运动，使沿光波导传播的光束能够在二维表面不同位置实现高精度扫描。

在性能方面，该芯片也明显优于现有方案。IEEE Spectrum报道称，这款芯片每秒可扫描约6860万个光点，扫描速度较微镜（micromirror）式方案提高逾50倍。研究团队表示，这一水平已接近物理上可达到的衍射极限。

在演示实验中，团队还在极小面积内生成了高精度图像。其中一项实验是在比两个人类卵细胞更小的区域内重现《蒙娜丽莎》图像。不过，相比硬件制造本身，如何同时精准控制数千个微结构的运动，被认为才是更大的技术难点。

这项技术的应用前景并不局限于量子计算。研究团队认为，类似的扫描能力有望显著提升激光制造工艺效率，尤其可加快3D打印速度，并有望把原本数小时的流程缩短至数分钟。此外，成像、高性能计算、生物实验设备等领域也被认为具备拓展空间。

目前，研究团队还在评估将悬臂梁结构改为螺旋形的方案，未来可用于“lab-on-a-chip”系统，在细胞尺度上通过光来诱导或测量化学反应。

不过，这项技术目前仍处于实验阶段。即便如此，若这种“少量光源实现多点控制”的架构未来实现商业化，仍有望推动量子计算机及数据中心等领域进一步简化设备配置、降低能耗。其后续能否进入实际系统应用，以及是否会带动大规模计算基础设施设计变化，仍值得关注。