边界:RAQM 量子存储不是 QRAM

随机存取量子存储器(RAQM)按经典地址存取量子态,是量子中继器与量子网络的核心部件;它与 QRAM 的区别在于地址不经叠加寻址,一般不能执行相干查询。

术语与界定

两个英文名,两类器件

英文文献里 “random access” 与 “quantum” 的相对位置,对应两个不同的对象:

• quantum random access memory(QRAM):地址是量子态的存储器——查询以叠加地址 ${\sum }_{\mathbf{x}}{\psi }_{\mathbf{x}}|\mathbf{x}⟩$ 进行,一次查询让全部被寻址单元同时响应,输出是纠缠态而非某条经典记录(GLM 两篇论文奠基 GLM PRL 2008 GLM PRA 2008);
• random-access quantum memory(RAQM):可按经典地址随机存取量子态的存储器——地址是经典编程的控制信号,存取对象是量子态 Liu 2023。

两个名字都含 “random access” 与 “quantum”,词序不同、语义正交:前者的”随机”修饰寻址方式(叠加),后者的”随机”落在存取对象上(量子态)。2012–2013 年的早期文献尚未做此切割:光子回波量子存储的集成方案以 “quantum random access memory” 为题 Moiseev 2012,单比特存储单元提案以 “qRAM” 自称 Patton 2013——都是 “QuRAM/qRAM” 一词宽泛使用期的样本。Hann 等在混合声学 QRAM 提案中给出权威界定:经典选址、存量子态的器件”一般不能执行 QRAM 的操作,不应与 QRAM 混淆” Hann 2019;Liu 等的存储栈综述与 Liu–Hann–Jiang 的量子数据中心(QDC)框架均在定义处显式排除经典选址器件 Liu 2023 Liu, Hann & Jiang 2023。本站沿用这一现代约定:QRAM 专指叠加查询器件(站点立场见 QRAM 总览)。

四分类坐标中的位置

按 Kuperberg 提出、经 Jaques-Rattew 系统化的地址/数据四分类,RAQM 落在 CRAQM 格(经典地址、量子数据):

名称	地址	数据	例
CRACM	经典	经典	经典 RAM
CRAQM(RAQM)	经典	量子	本词条的三个案例
QRACM	量子	经典	算法最常假设的形态
QRAQM	量子	量子	读出为 SWAP 型

判据只有一条:地址寄存器是否以叠加态参与路由。QRACM 与 QRAQM 的查询语义是幺正映射

$$U_{\mathrm{QRAM}}:\sum _{\mathbf{x}}{\psi }_{\mathbf{x}}|\mathbf{x}⟩|0⟩⟼\sum _{\mathbf{x}}{\psi }_{\mathbf{x}}|\mathbf{x}⟩|D_{\mathbf{x}}⟩,$$

而 RAQM 的每次操作形如”取地址 $a$,执行 ${\mathcal{E}}_a$“:地址是外部经典变量,根本不进希尔伯特空间,不存在 ${\sum }_{\mathbf{x}}$ 意义上的叠加,路由机构也无须在分支间维持相干。Hann 等的那句界定值得读两遍 Hann 2019:“一般不能”——不是工程不成熟,而是经典控制的结构里没有相干分支的位置;下一节把这结构上的”不能”写成一个定理式的账。“不应混淆”——因为两者的指标体系、成本口径、应用场景都不可通约,文末讨论给出完整对照。

推导:经典选址的量子信道模型

把”经典控制器”翻译成量子仪器

先建形式模型。设地址空间 $\{0,1{\}}^n$($N=2^n$ 个单元),总线寄存器持被读写的数据。对每个经典地址 $a$,RAQM 实现一个总线上的 CPTP 映射 ${\mathcal{E}}_a$(对量子数据,典型的 ${\mathcal{E}}_a$ 是单元 $a$ 与总线之间的 SWAP 型操作,受不可克隆定理约束,见 查询语义:路由与读出)。“经典选址”的定义性特征是:控制信号 $a$ 由经典设备生成、以经典态存储、驱动经典时序电路——它是经典自由度,不是量子寄存器。

把这样的器件接上一个处于任意态 $\rho$ 的量子地址寄存器,会发生什么?控制器必须先”读”地址才能分支,而读就是测量。按量子仪器(quantum instrument)的标准模型,联合信道为

$$\mathcal{R}(\rho \otimes \sigma )=\sum _a{\rho }_{aa}|a⟩⟨a|\otimes {\mathcal{E}}_a(\sigma ),{\rho }_{aa}:=⟨a|\rho |a⟩,$$

其中 $\sigma$ 是总线初态。逐步拆开:第一步测量,Kraus 算符 $K_a=|a⟩⟨a|\otimes 1$ 把 $\rho$ 映为 $K_a\rho K_a^{†}={\rho }_{aa}|a⟩⟨a|$,以概率 ${\rho }_{aa}$ 得到结果 $a$;第二步以经典信号 $a$ 条件执行 ${\mathcal{E}}_a$。两步复合即上式。

为什么控制器必然退化到测量?相干分支要求控制装置自身保持量子相干:装置须实现 ${\sum }_a{\psi }_a|a⟩|c_a⟩$ 型的地址–控制纠缠,且各分支控制态 $|c_a⟩$ 互不泄漏。但”经典”控制态的定义恰恰是可复制、可放大而不被扰动的正交态——只有已完全退相干的态满足。所以”经典控制 = 地址基矢下的完全退相干”是定义的推论,不是技术缺陷。反面例证同样有说服力:Hann 等实现 QRAM 的方式,恰是把”地址模式”做成可制备叠加的量子模式、让工程化的声子–声子耦合对其相干响应 Hann 2019——一旦相干分支真的实现,控制装置本身就已经是 QRAM 路由器了。

三个直接推论

推论一(地址完全退相干)。 对总线求偏迹:

$${\mathrm{Tr}}_{\mathrm{bus}}\mathcal{R}(\rho \otimes \sigma )=\sum _a{\rho }_{aa}|a⟩⟨a|\cdot \mathrm{Tr}{\mathcal{E}}_a(\sigma )=\sum _a{\rho }_{aa}|a⟩⟨a|=\Delta (\rho ),$$

$\mathrm{Tr}{\mathcal{E}}_a(\sigma )=1$ 用了 CPTP 的迹保持性。所有非对角元 ${\rho }_{ab}$($a\ne b$)清零——这正是完全退相干信道(complete dephasing channel)$\Delta$。

推论二(输出必为经典–量子态,零纠缠)。 联合输出

$${\sigma }_{\mathrm{out}}=\sum _a{\rho }_{aa}|a⟩⟨a|\otimes {\sigma }_a({\sigma }_a:={\mathcal{E}}_a(\sigma ))$$

是经典–量子(classical–quantum)cq 态:乘积态的凸组合,按构造可分。无论 ${\mathcal{E}}_a$ 多么完美,经典选址器件不能产生地址–数据纠缠。

推论三(对经典地址无损)。 若地址本就是基矢 $|a_0⟩$(RAQM 的正常工况),则 $\mathcal{R}(|a_0⟩⟨a_0|\otimes \sigma )=|a_0⟩⟨a_0|\otimes {\mathcal{E}}_{a_0}(\sigma )$:一切照旧,存取照常。边界从来不在”经典地址能不能用”,在”叠加地址会被怎样对待”。

与目标查询态的保真度缺口

现在把推论二定量化。设各单元数据态 $\{|{\phi }_a⟩\}$ 相互正交(量子数据的最一般情形;经典数据是 ${\sigma }_a=|D_a⟩⟨D_a|$ 的特例)。QRAM 语义要求的目标态是纠缠纯态

$$|{\Psi }_{\mathrm{QRAM}}⟩=\sum _a{\psi }_a|a⟩|{\phi }_a⟩,$$

而经典选址器件的输出是 cq 混合态 $\sigma ={\sum }_a|{\psi }_a{|}^2|a⟩⟨a|\otimes |{\phi }_a⟩⟨{\phi }_a|$。取平方约定保真度 $F(\rho ,\sigma )=\mathrm{Tr}(\rho \sigma )$(对纯 $\rho$ 即 $⟨\Psi |\sigma |\Psi ⟩$),逐项展开:

$$F=⟨\Psi |\sigma |\Psi ⟩=\sum _{a,b}{\psi }_a^{\ast }{\psi }_b⟨a|\cdot |b⟩⟨{\phi }_a|\cdot |{\phi }_b⟩=\sum _a|{\psi }_a{|}^4,$$

中间步:双求和中只有 $a=b$ 项因 $⟨a|b⟩={\delta }_{ab}$ 与 $⟨{\phi }_a|{\phi }_b⟩={\delta }_{ab}$ 存活,每项贡献 $|{\psi }_a{|}^2\times |{\psi }_a{|}^2$。

两个读法。其一,$F_{\mathrm{cl}}={\sum }_a|{\psi }_a{|}^4$ 恰是分布 $\{|{\psi }_a{|}^2\}$ 的碰撞概率(collision probability,两次独立采样落在同一地址的概率):经典选址”先坍缩、再取出”,相干性能存活多少,只由地址分布原本有多”集中”决定。其二,它是上界——这里已假设控制器确实读了地址、且各 ${\mathcal{E}}_a$ 无损;若器件干脆不读地址(对固定单元操作),与 $|{\Psi }_{\mathrm{QRAM}}⟩$ 的重叠只会更小。迹距离 $D=\frac{1}{2}\Vert \rho -\sigma {\Vert }_1$ 在均匀地址下可精确算出:$\sigma$ 的本征值为 $1/N$(N 重),与 $\rho$ 的本征值($1$ 与 $N-1$ 重 $0$)在同一组基下对角化,故

$$D=\frac{1}{2}\left[\right(1-\frac{1}{N})+(N-1)\cdot \frac{1}{N}]=1-\frac{1}{N}.$$

对照一组现成数字:2025–2026 年浙大三层桶队实验的查询保真度是 $0.604$ Shen 2026——噪声把保真度往下拉,但那是工程问题,存在工程对策(纠错、错误缓解);经典选址把保真度钉死在 $1/N$,这是定义问题,不存在对策。

数值算例

算例一(大表,均匀地址)。 $N=2^{10}=1024$ 个单元,${\psi }_a=1/\sqrt{N}$:

• 保真度 $F_{\mathrm{cl}}={\sum }_a|{\psi }_a{|}^4=N\cdot N^{-2}=1/N=1/1024\approx 9.8\times 10^{-4}$;
• 迹距离 $D=1-1/1024\approx 0.999$;
• 纠缠对照:$|{\Psi }_{\mathrm{QRAM}}⟩$ 的 Schmidt 系数为 $\{|{\psi }_a|\}$,纠缠熵 $-{\sum }_a|{\psi }_a{|}^2{\log }_2|{\psi }_a{|}^2={\log }_{2}1024=10$ ebit;cq 输出的纠缠为 $0$。

一台零噪声的经典选址器件,对均匀叠加地址的响应与相干查询目标差三个数量级的保真度、十比特的纠缠。“几乎成功”在这里不成立——缺口随 $N$ 增大而趋于满。

算例二(小偏置地址)。 $N=2$,${\psi }_0=\cos (\pi /8)=0.924$,${\psi }_1=\sin (\pi /8)=0.383$(0 支压 85% 的权重):

$$F_{\mathrm{cl}}={\cos }^4\frac{\pi }{8}+{\sin }^4\frac{\pi }{8}=1-\frac{1}{2}{\sin }^2\frac{\pi }{4}=\frac{3}{4},D=\frac{1}{2}\Vert \rho -\sigma {\Vert }_1={\psi }_0{\psi }_1=\frac{\sqrt{2}}{4}\approx \mathrm{0.354.}$$

(迹距离一步:$\rho -\sigma$ 在基 $\{|0⟩|{\phi }_0⟩,|1⟩|{\phi }_1⟩\}$ 下只剩非对角元 $\pm {\psi }_0{\psi }_1$。)即便地址高度偏置,无损经典选址与目标态仍差 $1/4$ 保真度。直觉:全部相干信息住在非对角元 ${\psi }_0{\psi }_1^{\ast }|0⟩⟨1|\otimes |{\phi }_0⟩⟨{\phi }_1|$ 里,而它在 $\Delta$ 下必死;权重偏置只能延缓,不能拯救。

最后补一句谱系说明:若把”经典选址”放松为对地址的部分退相干,器件就落入两极之间——那其实已经在向(带噪声的)QRAM 路由器连续过渡了。四分类判据刻画的是语义端点,不禁止实现谱系上的中间态;中间态的成本账另见 分类学:四分类与主动/被动。

推导:把 RAQM 塞进搜索循环会发生什么

相干预言机这一步绕不开

无结构搜索:$N$ 条记录、$M$ 条被标记,记录存于存储器。QRACM 语义的预言机是幺正的 $O_D:|x⟩|y⟩\mapsto |x⟩|y\oplus f(x)⟩$($f$ 为标记函数)。把总线制备在 $|-⟩=\frac{1}{\sqrt{2}}(|0⟩-|1⟩)$ 上做相位反冲(phase kickback):

$$O_D|x⟩|-⟩=\frac{1}{\sqrt{2}}(|x⟩|f(x)⟩-|x⟩|1\oplus f(x)⟩)=(-1{)}^{f(x)}|x⟩|-⟩,$$

数据比较变成相位翻转,且全程未测地址。配合扩散算符 $2|s⟩⟨s|-1$,标记子空间的振幅按 $\sin ((2T+1)\theta )$ 增长($\sin \theta =\sqrt{M/N}$),常数成功概率需 $T\approx \frac{\pi }{4}\sqrt{N/M}$ 次查询——教科书标准结果,本站 分类学 算例二同口径。

经典选址查询 = 伯努利采样

若预言机由 RAQM 充当:任何查询前,地址必须先成为基矢态(上节推论一)。于是整个循环退化为:采样 $x\sim$ 均匀 $\to$ 经典取出 $D_x\to$ 经典判定 $\to$ 重试。$T$ 次独立采样的成功概率

$$P_T=1-(1-\frac{M}{N}{)}^T\approx 1-e^{-TM/N}(N\gg M),$$

中间步:单次失败概率 $1-M/N$,独立重复 $T$ 次全败概率 $(1-M/N{)}^T$;$M\ll N$ 时用 $\ln (1-u)\approx -u$。令 $P_T=1/2$:

$$T_{1/2}=\frac{\ln (1/2)}{\ln (1-M/N)}\approx \frac{N}{M}\ln 2.$$

为什么不能”半量子”地挽救:振幅放大要求反射算符作用在整个叠加态上;每次查询先测地址,态已被劈成经典混合 ${\sum }_a|{\psi }_a{|}^2|a⟩⟨a|$,反射算符线性地作用于混合的每个分支,合起来等价于”对随机抽到的分支做一次反射”——不产生任何振幅集中。相干性不是加分项,它是平方加速的唯一来源。

数值算例:$N=2^{20}$、$M=1$

• Grover:$T\approx \frac{\pi }{4}\sqrt{2^{20}}=\frac{\pi }{4}\times 1024\approx 805$ 次;
• 经典采样:$T_{1/2}\approx 2^{20}\times 0.6931\approx 7.27\times 10^5$ 次;
• 比值 $T_{1/2}/T_{\mathrm{G}}\approx \frac{4\ln 2}{\pi }\sqrt{N/M}\approx 904$——正是 $\Theta (\sqrt{N})$ 对 $\Theta (N)$ 的差距。

这就是”算法要的是叠加查询”的最小实例:不是 RAQM 不够好,而是搜索加速在定义上就要求地址不坍缩(算法侧的完整谱系见 Oracle 假设谱系)。

案例深读:三个”QRAM”名字下的器件

清华 105 比特 RAQM:数据维量子,寻址维经典

${}^{87}$Rb 冷原子系综 + 电磁诱导透明(electromagnetically induced transparency, EIT)存储 + 声光偏转器(acousto-optic deflector, AOD)空间复用:$15\times 14=210$ 个微系综存储单元,双轨编码下每个光子量子比特占两个单元,共 105 个量子比特;写读时序由可编程射频信号驱动 AOD 选定,支持任意顺序读出 Jiang 2019。指标:所有单元条件保真度不低于约 90%、平均 94.45±0.06%;三量子比特任意顺序读出的保真度超过任何经典界;检索效率中心约 18%、边缘约 2%;记忆寿命 27.8 μs。

“超经典界”的推导(单比特测量–制备界 2/3)。 任何经典策略必须先测量入射光子量子比特、再按测量结果重新制备(measure-and-prepare)。设测量基沿 Bloch 球 $\hat{n}$ 方向,输入态的 Bloch 矢量与 $\hat{n}$ 夹角 $\theta$:以概率 ${\cos }^2(\theta /2)$ 得到 $+$ 并制备 $|\hat{n}⟩$(与输入态重叠 ${\cos }^2(\theta /2)$),以概率 ${\sin }^2(\theta /2)$ 得到 $-$ 并制备$|-\hat{n}⟩$(重叠 ${\sin }^2(\theta /2)$)。单次平均保真度

$$F(\theta )={\cos }^4\frac{\theta }{2}+{\sin }^4\frac{\theta }{2}=({\cos }^2\frac{\theta }{2}+{\sin }^2\frac{\theta }{2}{)}^2-2{\cos }^2\frac{\theta }{2}{\sin }^2\frac{\theta }{2}=1-\frac{1}{2}{\sin }^2\theta .$$

对均匀(球面)分布的未知输入态求平均,$⟨{\sin }^2\theta ⟩=2/3$,得

$${\bar{F}}_{\mathrm{cl}}=1-\frac{1}{2}\cdot \frac{2}{3}=\frac{2}{3}\approx 66.7\%.$$

球对称下换测量方向不改变平均值;更强的论证(对任意 POVM 与任意制备映射)给出同一界——这是”经典远距传态保真度 2/3”的标准结果。摘要所称”fidelities exceeding any classical bound”,在单比特情形对应的就是这条界;多比特任务的单任务经典界数值不同,构造思想相同:对任务最优的经典策略算最大平均保真度。实验条件保真度 $\ge$90%、平均 94.45%,远超 2/3——数据维的量子性由此认证。而寻址维:AOD 由经典射频程序驱动,每次操作只涉及一个经典地址,正是上文信道模型的物理实现。同一器件在两个维度上分居四分类的两格,这不是矛盾,而是 CRAQM 格子的定义本身。

这也解释了它的应用定位:量子中继与网络需要的是”按需存取指定的量子态”——条件保真度是关键指标(检索成功才计保真度),效率低可以靠多次尝试与纠缠纯化弥补,所以中心 18%/边缘 2% 的效率不均对中继场景无害;摘要把应用指向量子通信、组网与计算 Jiang 2019,唯独不承诺叠加查询。若强行用它做叠加查询,除了定义性的 $1/N$ 缺口,单元效率的数量级不均还会对幅度叠加引入额外的系统性畸变。

光子回波 QuRAM:把地址放在时间轴上

Moiseev–Andrianov 分析多比特光子回波(photon echo)量子存储如何集成进量子计算机 Moiseev 2012:介质是非均匀展宽的原子系综,“存储单元”是时间模式,“随机访问”体现为对第 $k$ 个时间模式的受控回波选择——早期 “QuRAM” 宽泛用法的代表(编年定位见 十八年时间线)。

回波再聚焦的推导。 二能级原子因非均匀展宽各带失谐 $\delta$;信号在 $t=0$ 被吸收后,每个原子的光学相干以 $\exp (-i\delta t)$ 累积相位,快慢原子逐渐失锁,宏观极化在失谐展宽宽度的倒数量级时间内消失。$t=T$ 时刻施加 $\pi$ 脉冲交换 $|g⟩\leftrightarrow |e⟩$,把相干共轭(符号翻转);此后相位为两段之和:

$$\varphi (t)=\underset{t<T\text{累积}}{\underbrace{-\delta T}}+\underset{\pi \text{脉冲后反号}}{\underbrace{\delta (t-T)}}\stackrel{t=2T}{\to }-\delta T+\delta T=0,$$

与 $\delta$ 无关——所有原子在 $t=2T$ 同时回到同相,发射集体回波。多时间模式版本中,不同时刻注入的信号占据不同时间槽;“读出第 $k$ 个模式”靠控制脉冲的时序选择。注意地址是什么:控制脉冲的经典时序。既不是叠加态,也没有路由树;容量等于时间模式数,每次操作取一个时间槽。数据是量子的(时间模式里的光学相干),地址是经典的——仍落回 CRAQM 格,只是地址空间从空间单元换成了时间坐标。

BEC 里德堡单元:存储栈的最底层

Patton–Fischer 提案用玻色–爱因斯坦凝聚体(BEC)中的单里德堡原子实现超快存储 Patton 2013:操作希尔伯特空间由双组分 BEC 的两个宏观占据超精细态与单原子里德堡态张成;任意量子比特初态(由磁通量子比特制备)经双光子过程在约 10 ns 内转入/转出,保真度 97%。

数字的读法:磁通量子比特寿命为微秒量级,10 ns 级转移意味着单个寿命窗口内可完成 $1\mu \mathrm{s}/10\mathrm{ns}=100$ 次量级的存取周期(寿命取数微秒则数百次)——摘要强调”大量存取周期”的底气正是这个比率。但该提案的对象是单比特存储单元:全文无地址寄存器、无路由树,连”多个单元”都没有。用 Liu 2023 的存储栈语言说:它处在比四分类更低的一层——四分类刻画的是器件(带寻址的单元阵列)的语义,而它是一个单元(cell)。97% 同样远超上节的 2/3 经典界(数据维是量子的),但”是否 QRAM/RAQM”对单元层级根本提不出来:先得有阵列与寻址,分类才有落点。

存储栈视角:单元、器件与时间线

Liu 等的全栈路线图把量子存储分层:单元抽象(cell,附性能度量)→ 加寻址 → 两类器件(RAQM/QRAM)→ 计算架构部件(量子缓存、量子缓冲、作为量子输入输出模块的 QRAM)→ 编程模型 Liu 2023。RAQM 与 QRAM 的对照收拢为一张表:

	RAQM	QRAM
地址信息	经典控制信号	量子叠加态
选址机制	经典时序/偏转/频率选择	相干路由总线(fanout/桶队)
单次操作语义	一个经典地址,一次存/取	${\sum }_{\mathbf{x}}$:全体被寻址单元一次响应
相干性负担	只在数据态上	地址–路由–数据全程
写半边	按经典地址写入量子态:常规	按量子地址写入:几乎无方案
服务对象	量子中继、量子网络	叠加查询算法

该文在 2023 年时点判断”构建 QRAM 并演示其性能在实验中尚未实现” Liu 2023;2025–2026 年,两层/三层超导桶队查询保真度 0.800/0.604 的器件级实验 Shen 2026 把时间线的另一端钉上(同期的定位评述见 十八年时间线)。要强调:RAQM 与 QRAM 并非竞争关系——前者服务量子网络与中继,后者服务量子算法的叠加查询。混用名称的代价是两边成本核算同时失真:拿 RAQM 的效率/寿命/条件保真度去冒充 QRAM 的激活门数/误差标度,等于用两种不可通约的货币对账(指标体系见 评价指标:六维打分卡,成本口径见 成本口径:激活门、干预与能量)。

讨论:器件、协议与三条边界

为什么 RAQM 不构成本站定义的 QRAM 器件——三条独立的理由,分别来自语义、功能与成本:

1. 语义(上文信道模型):不实现查询幺正;对叠加地址的输出与目标的保真度上界为碰撞概率 ${\sum }_a|{\psi }_a{|}^4$,大 $N$ 均匀地址下趋于零,迹距离趋于 1。
2. 功能(三个案例):应用场景不同——中继与网络按经典地址存取量子态即可,叠加查询是算法侧的需求;三个”QRAM”名字下的器件,摘要给出的应用定位无一例外是通信、存储与网络,而非预言机调用。
3. 成本:RAQM 无须为相干分支付出任何结构——没有 $O(\log N)$ 激活约束、没有 union bound 误差账、没有 active/passive 之辨;把它记进 QRAM 的账本,只会两边同时算错。

器件 vs 协议两套概念的对照。 本站边界系列各守一条边,把”量子 + random access”的邻域切开:

邻居对象	地址	数据	是器件?	与 QRAM 的差异轴	词条
RAQM	经典	量子	是	器件内部的语义差	本词条
qROM 电路	量子	经典	否(查表电路)	器件 vs 电路	边界:qROM 电路与 QROM 模型
态制备电路	无(无条件)	量子	否(电路任务)	器件 vs 电路	边界:态制备电路不是 QRAM
密码学 QROM	量子	理想函数	否(证明抽象)	器件 vs 模型	边界:qROM 电路与 QROM 模型
近似 QRAM(NISQ)	量子	经典	部分(电路/训练)	保真度折扣	边界:NISQ 可训练近似 QRAM

读法分两轴。轴一(器件内部):RAQM 与 QRAM 的差别是同一层内的语义差——同一硬件可以两栖,Hann 等的声学平台就是现成例子:同一套”高 $Q$ 声子模式存储 + transmon 工程耦合”,以经典信号驱动时是多模量子存储器;以叠加的地址模式驱动、按 designated address modes 的状态相干读取时才是 QRAM Hann 2019(硬件细节见 混合声学 QRAM)。轴二(跨层):qROM/态制备与 QRAM 的差别是层与层之间(电路不是器件),QROM 的差别是物理与证明之间(模型不是装置)。协议侧同理:QDC 框架在定义处就切割掉经典选址器件,并把”容错 QRAM 已建成”作为外包协议的最强前提 Liu, Hann & Jiang 2023(见 量子数据中心)——协议可以假设器件,但假设不能替代器件。

一句话判据(收束):看地址寄存器有没有以叠加态参与路由。有,才谈得上 QRAM;没有,无论存的是不是量子态、名字里有没有 “quantum random access”,它都是存储器或电路,不是 QRAM。

延伸阅读

• 分类学:四分类与主动/被动
• QRAM 总览
• 边界:qROM 电路与 QROM 模型
• 量子数据中心
• 查询语义:路由与读出
• 边界:态制备电路不是 QRAM
• 边界:NISQ 可训练近似 QRAM
• 混合声学 QRAM
• 十八年时间线