科学家开发出光量子计算芯片

2018-08-22 中国科学报

  中国科研人员参与的国际团队8月20日在英国《自然—光子学》杂志上发表论文称,他们利用硅光子集成技术开发出一款通用光量子计算芯片。其能用于执行不同的量子信息处理任务,从而在推动光量子计算机大规模实用化上迈出重要一步。

  光量子计算机使用光子来编码量子比特,通过对光子的量子操控及测量实现量子计算,有望解决密码破译、分子模拟、大数据处理等传统计算机难以解决或解决不好的计算任务。

  中国的军事科学院国防科技创新研究院、国防科技大学、中山大学和北京大学,以及英国的布里斯托尔大学等机构的科研人员合作,利用硅基光波导芯片集成技术,设计并开发出面向通用量子计算的核心光量子芯片。使用这一芯片制造的光量子计算机可实现小规模量子检索、分子模拟和组合优化问题等应用。

  论文第一作者、军事科学院国防科技创新研究院强晓刚博士在接受采访时说:“这一芯片集成了超过200个光量子器件,具有高稳定性、可快速配置等特性,能实现不同的量子信息处理应用,如量子优化算法和量子漫步模拟。”

  不过,在光量子计算机得到大规模实际应用前还须克服一系列挑战,如保持大规模光量子计算系统的稳定性、实现高精度操控等。据论文另一位作者、北京大学学者王剑威介绍,这几年国内外科学界、产业界在量子计算领域的研究均取得很大进展,但跟实用目标相比都还处在初级阶段。

  论文共同通讯作者、中山大学教授周晓祺说:“该芯片的研制迈出了光量子计算的重要一步,但实现真正实用化的量子计算机仍需较长时间的持续努力。(张家伟)

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