上海交大制备出世界最大规模光量子计算芯片

《中国科学报》(China Science Daily)5月16日报道，上海交通大学金贤敏团队制备出世界最大规模的三维集成光量子芯片，并成功演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算。相关成果近日发表于《科学进展》。

据悉，金贤敏团队通过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，正是这种目前世界最大规模的光量子计算芯片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。

研究人员通过发展高亮度单光子源和高时空分辨的单光子成像技术，直接观察了光量子的二维行走模式输出结果。实验验证量子行走不论在一维还是二维演化空间中，都具有区别于经典随机行走的弹道式传输特性。这种加速传输正是支持量子行走能够在许多算法中超越经典计算机的基础。同时，研究人员首次在实验中成功观测到了瞬态网络特性，进一步验证了所实现的量子行走的二维特征。

金贤敏团队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，对于未来模拟量子计算机的研发具有重要意义。

金贤敏表示，光量子芯片的研发仍处于早期阶段，仍需在损耗、精度和可调控能力等各项指标上，在材料、工艺和混合芯片构架上，以及在与量子计算、量子通信和量子精密测量系统融合上开展大量研究。

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