上交大製備出全球最大規模光量子計算晶元

中國研究人員製備出大規模光量子晶元，並成功進行了一種重要的模擬量子計算演示。

發表在最新一期美國《科學進展》雜誌上的研究顯示，上海交通大學金賢敏團隊通過「飛秒激光直寫」技術製備出節點數達49×49的光量子計算晶元。論文通訊作者金賢敏對記者說，這是目前世界上最大規模的光量子計算晶元。

研究人員利用這個晶元演示了模擬量子計算的一種演算法內核「量子隨機行走」。金賢敏說，當這種量子演化體系製備得足夠大且可靈活設計其結構時，可以實現多種演算法和計算任務，表現遠優於傳統計算機。

近年來，關於通用量子計算機的新聞屢屢見於報端，IBM（國際商用機器）、谷歌和英特爾等公司競相宣告實現了更高的量子比特數紀錄，但幾十個甚至更多的量子比特數，若無法全互連、精度不夠且難以糾錯，通用量子計算依然難以實現。

金賢敏說，模擬量子計算不同於通用量子計算，可直接構建量子系統，無需像通用量子計算那樣依賴複雜的量子糾錯，一旦能夠製備和控制的量子物理系統達到新尺度，將可直接用於探索新物理和在特定問題上推進遠超傳統計算機的絕對計算能力。

量子信息技術已經經歷了廣泛的原理性驗證，是否能真正走出實驗室，走向實用化和產業化，取決於是否能夠構建和操控足夠大規模的量子系統。宏觀光學系統中的損耗、穩定性和操控精度等看似技術性問題已變成邁向規模化的瓶頸性難題。發展的光量子集成晶元技術是攻克可擴展性難題有前景的途徑，有望有力推動量子信息技術的實質性進展。

2014年金賢敏全職回國組建了「光子集成與量子信息實驗室」並成為中國最早開展飛秒激光直寫光量子晶元研究的單位之一。經過數年的艱辛努力，終於在光量子晶元的多層技術和集成上實現了超越，成為少有的同時具有光量子晶元製備技術和量子信息研究背景的團隊。

據介紹，光量子晶元的研發仍然處於早期階段，仍然需要在損耗、精度和可調控能力等各項指標上，在材料、工藝和混合晶元構架上，以及在與量子計算、量子通信和量子精密測量系統融合上開展大量研究，紮實推進，構建尺度和複雜度上都達到全新水平的光量子系統，實質性地推動新物理的探索和量子信息技術的實用化。

（國際電子商情微信眾公號ID：esmcol，本文綜合中國新聞網，新華網等）

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