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我国科学家首次实现二维空间量子行走!“量子霸权”真的要来了吗?
李明 2018-05-14
导语

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。

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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作者 李明

博士生

北京航空航天大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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