国产光量子芯片速度有助于我国弯道超车

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近日,由中国研人员制备出大规模光量子芯片,并成功进行一种重要的模拟量子计算演示。所谓量子芯片就是将量子线路集成在基片上,进而承载量子信息处理的芯片。它又被称为是未来量子计算机的“大脑”。鉴于传统计算机的发展历程,量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后,要想实现商品化和产业升级,也需要走集成化的道路,

国产光量子芯片速度有助于我国弯道超车

这次中国研究别团队通过“飞秒激光直写”技术制备出节点数达49 x 49的光量子计算芯片,这是目前世界最大规模的三维集成光量子芯片,可实现真正空间二维的随机行走量子计算。这项研究进展对于推进模拟计算机研究实现“量子霸权”具有重大意义。

据相关专家介绍,未来如果这种技术实用化成功,它将能直接用于探索新物理和在特定问题上推进远超传统计算机的绝对计算能力。

国产光量子芯片速度有助于我国弯道超车

近几年,IBM、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数记录,但几十个甚至更多的量子比特数若无法全互连、精度不够且难以纠错,通用量子计算依然难以实现,所以至今各国仍未有重大突破。此次中国用新技术研发的芯片中的二十组光子陈列里,每组都包含了2401根波导,这使得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以量子行走为内核的量子算法的实现。

实际上在过去的20年里增加绝对计算能力的方式,通常是制备更多光子数的量子纠缠。中国一直在这方面保持优势,成功将光子数从4个提高到了10个,但同时也发现增加光子数异常艰难,于是研发人员另辟蹊径,通过增加量子演化系统的物理维度和复杂度来提升量子太空间尺度,开发了更加可行的全新量子资源,对于未来量子计算机的研发具有重要意义。

国产光量子芯片速度有助于我国弯道超车

经过数年的艰辛努力,中国终于在光量子芯片的多层技术和集成上实现了超越。成为少有的同时具有光量子芯片制备技术和量子信息技术研发能力的国家。这对于我国在半导体芯片方面实现“弯道超车”。使我国从“跟跑者”转变为“领跑者”有着重大意义。