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【觀察者網(wǎng)TMT報(bào)道】5月14日，據(jù)新華社報(bào)道，中國研究人員制備出大規(guī)模光量子芯片，并成功進(jìn)行了一種重要的模擬量子計(jì)算演示。據(jù)該團(tuán)隊(duì)稱，這是目前世界上最大規(guī)模的光量子計(jì)算芯片。

在最新一期美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的研究顯示，上海交通大學(xué)金賢敏團(tuán)隊(duì)通過“飛秒極光直寫”技術(shù)制備出節(jié)點(diǎn)數(shù)達(dá)49×49的光量子計(jì)算芯片。

研究人員利用這個(gè)芯片演示了模擬量子計(jì)算的一種算法內(nèi)核“量子隨機(jī)行走”。金賢敏介紹，當(dāng)這種量子演化體系制備取得足夠大且可靈活設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多種算法和計(jì)算任務(wù)，表現(xiàn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

2017年5月3日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國科學(xué)院院士潘建偉在上海宣布成功構(gòu)建光量子計(jì)算機(jī)，并演示了量子計(jì)算能力。據(jù)介紹，這次實(shí)驗(yàn)是由中國科研團(tuán)隊(duì)完成的世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)，也是世界上糾纏數(shù)目最多（10個(gè)）的超導(dǎo)量子比特處理器。

量子糾纏是一種量子疊加現(xiàn)象，一個(gè)量子比特的行為通過糾纏能夠瞬間影響到另一個(gè)量子比特。在經(jīng)典計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)芯片晶體管中，二進(jìn)制0和1表示信息。在量子力學(xué)的世界中，依據(jù)量子的物理性質(zhì)，它呈現(xiàn)疊加狀態(tài)，可以同時(shí)表示0和1。處于疊加態(tài)的量子比特能夠以一種叫做量子糾纏的現(xiàn)象相互聯(lián)系。

在量子通信領(lǐng)域，除了中國科研界對(duì)其大量投入，美國和歐洲的科研界也對(duì)量子計(jì)算有極大興趣。

谷歌、IBM和微軟等公司都已發(fā)布各自的量子計(jì)算機(jī)研究計(jì)劃。2018年3月谷歌曾宣布推出72個(gè)量子比特的通用量子計(jì)算機(jī)Bristlecone，實(shí)現(xiàn)了1%的低錯(cuò)誤率，與9個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)持平。IBM也在3月曝光了其50個(gè)量子比特量子原型機(jī)內(nèi)部構(gòu)造。

對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來說，快速并不是唯一的衡量標(biāo)準(zhǔn)，一臺(tái)很快但錯(cuò)誤率很高的量子計(jì)算機(jī)還不如經(jīng)典的超級(jí)計(jì)算機(jī)。

谷歌表示，量子計(jì)算機(jī)的最低錯(cuò)誤率必須在1%以內(nèi)，并且有接近100個(gè)量子比特的規(guī)模。當(dāng)我們可以實(shí)現(xiàn)幾十乃至幾百萬量子比特0.1-1%的錯(cuò)誤率時(shí)，量子計(jì)算機(jī)將開始真正高效解決實(shí)際問題。

盡管量子計(jì)算機(jī)理論上有眾多突出優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用前還需解決不少技術(shù)難題。例如，怎樣提高光量子芯片集成復(fù)雜度、增強(qiáng)量子信息處理與計(jì)算能力。