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二維空間量子行走首次實現
2018-05-14 07:54:34 來源: 科技日報
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  據最新一期美國《科學·進展》雜志報道,上海交通大學金賢敏團隊于近日實現了大規模三維集成光量子芯片,並演示了首個真正空間二維的隨機行走量子計算。最新進展對于推進模擬量子計算的發展、實現“量子霸權”具有重大意義。

  近年來,關于通用量子計算機的新聞屢見于報端,IBM、谷歌、英特爾等公司爭相宣布實現了更高的量子比特數紀錄。

  但金賢敏在接受記者採訪時解釋稱,即使實現幾十甚至更多量子比特數,如果沒有做到全互連、精度不夠且無法進行糾錯,通用量子計算仍然無法實現。相反,模擬量子計算可直接構建量子係統,不需要像通用量子計算依賴復雜的量子糾錯,因此,一旦能制備和控制的量子物理係統達到新尺度,將可實現超越經典計算機的計算能力,直接用于探索新物理和特定問題。

  作為模擬量子計算的一個強大算法內核,二維空間中的量子行走,能將特定計算任務對應到量子演化空間中的相互耦合係數矩陣中。研究團隊借助飛秒激光直寫技術,制備了節點數多達49×49的三維光量子計算芯片。金賢敏稱,正是這種目前世界最大規模的光量子計算芯片,使真正空間二維自由演化的量子行走得以在實驗中首次實現,並將促進未來更多量子算法的實現。

  據悉,不同于過去20年裏採用的通過增加光子數來增加絕對計算能力的方式,研究團隊另辟蹊徑,通過增加量子演化係統的物理維度和復雜度來提升量子態空間尺度,開發了更加可行的全新量子資源,對未來量子模擬計算的研發具有重要意義。

  金賢敏表示,未來他們將繼續致力于量子信息技術芯片化和集成化研究,構建尺度和復雜度上都達到全新水平的光量子係統。(記者劉霞)

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【糾錯】 責任編輯: 陳夢瑤
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