中新網上海5月14日電 上海交通大學14日披露，該校物理與天文學院金賢敏研究團隊製備出世界最大規模的三維集成光量子芯片，並演示了首個真正空間二維的隨機行走量子計算；同時這也是中國首個光量子計算芯片。
學界認為這項研究進展對推進模擬量子計算機研究具有重要意義，這一最新研究成果5月11日發表在《Science》子刊《Science Advances》上。
還是期待傳統的硅片芯片？中國人已經跨過了電子計算的“塊”，進入了量子計算的“塊”。
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。
模擬量子計算可以直接構造量子系統而不依賴於複雜的量子糾錯。在一定條件下，在特定的問題上，它可以達到絕對的計算能力，遠遠超過經典的計算機。一個強大的模擬量子計算的核必須首先在二維空間中“量子走動”。
從左到右的單光子二維量子走動的演化：量子走動演化時間逐漸增加。
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。
第一作者，唐浩博士，在光量子芯片中有成千上萬的光子線，這是由於光柵效應而可見的。
該研究首次在實驗中成功觀測到了瞬態網絡特性，進一步驗證了所實現的量子行走的二維特徵。
過去20年裡，增加絕對計算能力的方式通常是製備更多光子數的量子糾纏。中國一直在這方面保持優勢，成功將光子數從4個提高到了10個，但同時也發現增加光子數異常艱難。
金賢敏團隊另闢蹊徑，通過增加量子演化系統的物理維度和複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，對於未來模擬量子計算機的研發具有重要意義。
金賢敏自2010以來一直在牛津大學Ian Walmsley研究小組工作。它也是國際光量子信息集成研究中的佼佼者之一。他於2014回到家，形成了“光子集成與量子信息實驗室”，成為飛秒激光直寫光量子研究的第一個單元之一。經過幾年的努力，我們終於在光量子芯片的多層技術和集成上取得了超越，成為一個以光量子芯片製備和量子信息研究為背景的團隊。
不過，據介紹，光量子芯片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、工藝和混合芯片構架上，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。(完)
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