中外科研人員合作開(kāi)發(fā)出光量子計(jì)算芯片

近日中國(guó)科研人員參與的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在英國(guó)《自然·光子學(xué)》雜志發(fā)表論文說(shuō)，他們利用硅光子集成技術(shù)開(kāi)發(fā)出一款通用光量子計(jì)算芯片，能夠用于執(zhí)行不同的量子信息處理任務(wù)，這是推動(dòng)光量子計(jì)算機(jī)大規(guī)模實(shí)用化的重要一步。

光量子計(jì)算機(jī)使用光子來(lái)編碼量子比特，通過(guò)對(duì)光子的量子操控及測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算，有望解決密碼破譯、分子模擬、大數(shù)據(jù)處理等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解決或解決不好的計(jì)算任務(wù)。

中國(guó)的軍事科學(xué)院國(guó)防科技創(chuàng)新研究院、國(guó)防科技大學(xué)、中山大學(xué)和北京大學(xué)，以及英國(guó)的布里斯托爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科研人員合作，利用硅基光波導(dǎo)芯片集成技術(shù)，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)出面向通用量子計(jì)算的核心光量子芯片。使用這一芯片制造的光量子計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量子檢索、分子模擬和組合優(yōu)化問(wèn)題等應(yīng)用。

論文第一作者、軍事科學(xué)院國(guó)防科技創(chuàng)新研究院的強(qiáng)曉剛博士說(shuō)：“這一芯片集成了超過(guò)200個(gè)光量子器件，具有高穩(wěn)定性、可快速配置等特性，能實(shí)現(xiàn)不同的量子信息處理應(yīng)用，如量子優(yōu)化算法和量子漫步模擬。”

不過(guò)，在光量子計(jì)算機(jī)得到大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用前還需克服一系列挑戰(zhàn)，如保持大規(guī)模光量子計(jì)算系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)高精度操控等。據(jù)論文另一位作者、北京大學(xué)學(xué)者王劍威介紹，這幾年國(guó)內(nèi)外科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界在量子計(jì)算領(lǐng)域的研究均取得很大進(jìn)展，但跟實(shí)用目標(biāo)相比都還處在初級(jí)階段。

論文共同通訊作者、中山大學(xué)的周曉祺教授說(shuō)：“該芯片的研制邁出了光量子計(jì)算的重要一步，但實(shí)現(xiàn)真正實(shí)用化的量子計(jì)算機(jī)仍需較長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)努力。”