二維空間量子行走首次實現

原標題：二維空間量子行走首次實現

據最新一期美國《科學·進展》雜志報道，上海交通大學金賢敏團隊于近日實現了大規模三維集成光量子芯片，并演示了首個真正空間二維的隨機行走量子計算。最新進展對于推進模擬量子計算的發展、實現“量子霸權”具有重大意義。

近年來，關于通用量子計算機的新聞屢見于報端，IBM、谷歌、英特爾等公司爭相宣布實現了更高的量子比特數紀錄。

但金賢敏在接受記者采訪時解釋稱，即使實現幾十甚至更多量子比特數，如果沒有做到全互連、精度不夠且無法進行糾錯，通用量子計算仍然無法實現。相反，模擬量子計算可直接構建量子系統，不需要像通用量子計算依賴復雜的量子糾錯，因此，一旦能制備和控制的量子物理系統達到新尺度，將可實現超越經典計算機的計算能力，直接用于探索新物理和特定問題。

作為模擬量子計算的一個強大算法內核，二維空間中的量子行走，能將特定計算任務對應到量子演化空間中的相互耦合系數矩陣中。研究團隊借助飛秒激光直寫技術，制備了節點數多達49×49的三維光量子計算芯片。金賢敏稱，正是這種目前世界最大規模的光量子計算芯片，使真正空間二維自由演化的量子行走得以在實驗中首次實現，并將促進未來更多量子算法的實現。

據悉，不同于過去20年里采用的通過增加光子數來增加絕對計算能力的方式，研究團隊另辟蹊徑，通過增加量子演化系統的物理維度和復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，對未來量子模擬計算的研發具有重要意義。

金賢敏表示，未來他們將繼續致力于量子信息技術芯片化和集成化研究，構建尺度和復雜度上都達到全新水平的光量子系統。（記者劉霞）