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全新水平光量子系統新進展：二維空間量子行走首次實現

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全新水平光量子系統新進展：二維空間量子行走首次實現



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 ， 并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 。
但金賢敏在接受采訪人員采訪時解釋稱 ， 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系統 ， 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系統達到新尺度 ， 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系數矩陣中 。 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 ， 并將促進未來更多量子算法的實現 。
據悉 ， 不同于過去20年里采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 ， 通過增加量子演化系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 。
【全新水平光量子系統新進展：二維空間量子行走首次實現】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系統 。 （采訪人員劉霞）

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