光子作為量子比特的芯片技術獲得突破

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【大紀元2021年01月03日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)丹麥哥本哈根大學(University of Copenhagen)的研究團隊宣布,他們研發了一種使用光子作為量子比特量子計算機芯片技術,只要有資金,就能造出實際可用的量子模擬器。

去年,谷歌公司高調宣布實現了「量子至上」技術。他們使用的是超導體作為量子比特。這份129日發表在《科學進展》(Science Advances)期刊上的研究使用的是光子。研究稱,這是量子計算機研究領域的又一個「重要突破」。

具體來說,研究稱開發了一個不到人類頭髮十分之一大小的納米芯片,能夠產生足夠數量的、承載著量子信息的光子,只要擴大到一定規模,即可以完成計算機任務,當然速度將超過任何現代的計算機。這些光子就是量子比特,是構建計算機的基礎單元。

造出能夠完成實際計算任務的量子芯片實驗,是目前量子計算機開發機構都在爭取的一個里程碑,研究人員將其名為實現了「量子至上」狀態——就是展示量子計算機設備能夠以比現有任何計算機更快地解決實際應用問題。

主要研究者烏普(Ravitej Uppu)說,要完成一個展示實驗,大約需要50個量子比特和複雜的設備準備,大約需要1000萬歐元資金。這遠遠超過他們研究機構的資金能力範圍。谷歌公司投入了很多資金,才完成那個實驗。

另一位主要研究作者洛達爾(Peter Lodahl)說,他們還可以利用這項先進的技術幫助解決生化研究領域複雜的計算問題,比如用於研發新藥等。「在大學研究機構,我們能夠建立技術基礎,但是要投入實際應用、擴大規模看到成果,還需要等待投資。」

量子比特的不同類型

世界上很多機構在研發的量子計算機,選擇作為量子比特的材料有好幾類,有的用原子,有的用電子,還有的用光子。每種技術各有優缺點,目前還不明朗哪種技術將成為將來量子計算機的主流。

就這份研究使用的光子量子比特而言,其主要優勢在於,現在電信行業已經有很多先進的光子芯片,所以只要研究完成基本的量子比特單元,技術上擴大規模造出可用的芯片並不難。

光子作為量子比特的難點在於達到足夠的高質量標準。這份研究稱,這正是他們獲得突破之處。

責任編輯:朱涵儒

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