中国研究人员制备出大规模光量子芯片,并成功进行了一种重要的模拟量子计算演示。

发表在最新一期美国《科学进展》杂志上的研究显示,上海交通大学金贤敏团队通过“飞秒激光直写”技术制备出节点数达49×49的光量子计算芯片。论文通讯作者金贤敏对记者说,这是目前世界上最大规模的光量子计算芯片。

光量子

研究人员利用这个芯片演示了模拟量子计算的一种算法内核“量子随机行走”。金贤敏说,当这种量子演化体系制备得足够大且可灵活设计其结构时,可以实现多种算法和计算任务,表现远优于传统计算机。

近年来,关于通用量子计算机的新闻屡屡见于报端,IBM(国际商用机器)、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数纪录,但几十个甚至更多的量子比特数,若无法全互连、精度不够且难以纠错,通用量子计算依然难以实现。

金贤敏说,模拟量子计算不同于通用量子计算,可直接构建量子系统,无需像通用量子计算那样依赖复杂的量子纠错,一旦能够制备和控制的量子物理系统达到新尺度,将可直接用于探索新物理和在特定问题上推进远超传统计算机的绝对计算能力。

量子信息技术已经经历了广泛的原理性验证,是否能真正走出实验室,走向实用化和产业化,取决于是否能够构建和操控足够大规模的量子系统。宏观光学系统中的损耗、稳定性和操控精度等看似技术性问题已变成迈向规模化的瓶颈性难题。发展的光量子集成芯片技术是攻克可扩展性难题有前景的途径,有望有力推动量子信息技术的实质性进展。

2014年金贤敏全职回国组建了“光子集成与量子信息实验室”并成为中国最早开展飞秒激光直写光量子芯片研究的单位之一。经过数年的艰辛努力,终于在光量子芯片的多层技术和集成上实现了超越,成为少有的同时具有光量子芯片制备技术和量子信息研究背景的团队。

据介绍,光量子芯片的研发仍然处于早期阶段,仍然需要在损耗、精度和可调控能力等各项指标上,在材料、工艺和混合芯片构架上,以及在与量子计算、量子通信和量子精密测量系统融合上开展大量研究,扎实推进,构建尺度和复杂度上都达到全新水平的光量子系统,实质性地推动新物理的探索和量子信息技术的实用化。

(国际电子商情微信众公号ID:esmcol,本文综合中国新闻网,新华网等)

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