据最新一期美国《科学·进展》杂志报道，上海交通大学金贤敏团队于近日实现了大规模三维集成光量子芯片，并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算。最新进展对于推进模拟量子计算的发展、实现“量子霸权”具有重大意义。

近年来，关于通用量子计算机的新闻屡见于报端，IBM、谷歌、英特尔等公司争相宣布实现了更高的量子比特数纪录。

但金贤敏在接受记者采访时解释称，即使实现几十甚至更多量子比特数，如果没有做到全互连、精度不够且无法进行纠错，通用量子计算仍然无法实现。相反，模拟量子计算可直接构建量子系统，不需要像通用量子计算依赖复杂的量子纠错，因此，一旦能制备和控制的量子物理系统达到新尺度，将可实现超越经典计算机的计算能力，直接用于探索新物理和特定问题。

作为模拟量子计算的一个强大算法内核，二维空间中的量子行走，能将特定计算任务对应到量子演化空间中的相互耦合系数矩阵中。研究团队借助飞秒激光直写技术， 制备了节点数多达49×49的三维光量子计算芯片。金贤敏称，正是这种目前世界最大规模的光量子计算芯片，使真正空间二维自由演化的量子行走得以在实验中首次实现，并将促进未来更多量子算法的实现。

据悉，不同于过去20年里采用的通过增加光子数来增加绝对计算能力的方式，研究团队另辟蹊径，通过增加量子演化系统的物理维度和复杂度来提升量子态空间尺度，开发了更加可行的全新量子资源，对未来量子模拟计算的研发具有重要意义。

金贤敏表示，未来他们将继续致力于量子信息技术芯片化和集成化研究，构建尺度和复杂度上都达到全新水平的光量子系统。

文章链接：

Hao Tang, et al, "Experimental two-dimensional quantum walk on a photonic chip," Science Advances 11 May 2018:Vol. 4, no. 5, eaat3174, DOI: 10.1126/sciadv.aat3174

（本文来源：科技日报，记者：刘霞）

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