據(jù)報道,，中國科研人員已經(jīng)研發(fā)出了世界上規(guī)模大的光量子芯片,，并成功進行了模擬量子計算演示。這樣成果來自上海交通大學的金賢敏團隊,，他們借助“飛秒激光直寫”技術(shù),，造出了節(jié)點數(shù)49×49的光量子計算芯片,，并演示了模擬量子計算的一種算法內(nèi)核“量子隨機行走”。
金賢敏指出說,，當這種量子演化體系足夠大,、可靈活設計其結(jié)構(gòu)時，就能實現(xiàn)多種算法和計算任務,，表現(xiàn)遠優(yōu)于傳統(tǒng)硅芯片計算機,。
目前各大科技公司、科研機構(gòu)都在抓緊量子計算方面的研究和探索,，通用量子計算也不斷取得新的突破,，IBM、Google,、In,、USTC、阿里巴巴等在量子比特記錄上你追我趕,，但因為互連,、精度,、糾錯等方面的局限,，通用量子計算依然任重而道遠,。
模擬量子計算則可以直接構(gòu)建量子系統(tǒng),，不需要復雜的量子糾錯,，達到一定規(guī)模后殼直接用于新物理的探索、特定問題的解決,，算力遠超傳統(tǒng)計算機。金賢敏系上海交大物理與天文系特別研究員,，博士生導師，長期致力于光子芯片,、量子存儲,、量子信息等方面的研究,，2013年起在上交大組建光子集成與量子信息實驗室，陸續(xù)取得了一系列有重要影響力的研究成果,。
所謂量子芯片就是將量子線路集成在基片上，進而承載量子信息處理的功能,。借鑒于傳統(tǒng)計算機的發(fā)展歷程，量子計算機的研究在克服瓶頸技術(shù)之后,，要想實現(xiàn)商品化和產(chǎn)業(yè)升級，需要走集成化的道路,。目前，超導系統(tǒng),、半導體量子點系統(tǒng),、微納光子學系統(tǒng),、甚至是原子和離子系統(tǒng),，都想走芯片化的道路,。從目前的發(fā)展看,，超導量子芯片系統(tǒng)從技術(shù)上走在了其它物理系統(tǒng)的前面,；傳統(tǒng)的半導體量子點系統(tǒng)也是目前人們努力探索的目標,，因為畢竟傳統(tǒng)的半導體工業(yè)發(fā)展已經(jīng)很成熟，如半導體量子芯片在退相干時間和操控精度上一旦突破容錯量子計算的閾值,，有望集成傳統(tǒng)半導體工業(yè)的現(xiàn)有成果，大大節(jié)省開發(fā)成本,。
量子通信與普通老百姓的生活有關(guān)嗎,？專家介紹說,，中國力爭到2030年左右建成化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡,，并在此基礎上，構(gòu)建信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”,。開始可能國防安全用得比較多,，如果這個秘鑰好用的話,，馬上緊接而來的可能是金融領(lǐng)域，因為他們有一些保密性特別強的數(shù)據(jù),，需要這個技術(shù),。當然再過幾年成本低下來之后，每個老百姓的,、銀行賬號里也可以用這種方法來進行保密,。
甚至給出了一個量子通信技術(shù)普及的時間表：5年左右很多機要部門開始用，10年左右金融業(yè),、銀行等大機構(gòu)開始使用,，15年的時間或許走進千家萬戶。屆時,，每個人的家里只要裝上一個量子加密芯片,，那么，銀行轉(zhuǎn)款,、電子賬戶等涉密操作,，都不用擔心被盜用或者攻擊。
“量子芯片”是未來量子計算機的“大腦”,。 2016年2月,，雜志《物理評論快報》發(fā)表了中國科學技術(shù)大學郭光燦院士領(lǐng)導的中科院量子信息重點實驗室郭國平研究組在量子芯片開發(fā)領(lǐng)域的一項重要進展。該成果由郭國平研究組及合作者完成,，在砷化鎵半導體量子芯片中成功實現(xiàn)了量子相干特性好,、操控速度快、可控性強的電控新型編碼量子比特,。研究組利用半導體量子點的多電子態(tài)軌道的非對稱特性,，在砷化鎵半導體系統(tǒng)中實現(xiàn)了軌道雜化的新型量子比特，巧妙地將電荷量子比特超快特性與自旋量子比特的長相干特性融為一體,，實現(xiàn)了“魚”和“熊掌”的兼得。實驗結(jié)果表明,，該新型量子比特在超快操控速度方面與電荷量子比特類似,，而其量子相干性方面，卻比一般電荷編碼量子比特提高近十倍,。同時,，該新型多電子軌道雜化實現(xiàn)量子比特編碼和調(diào)控的方式具有很強的通用性,，對探索半導體中極性聲子和壓電效應對量子相干特性的影響提供了新思路。
也許就在不遠的將來,，量子通信技術(shù)將如同,、電腦一般，走入尋常百姓家,。
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