據外媒報道,由德國初創(chuàng)企業(yè)Q.ANT牽頭,14家合作伙伴組成“PhoQuant”項目,目前正在開展可在常溫下運行的光量子計算芯片研發(fā)。
近年來,關于通用量子計算機的新聞屢屢見于報端,IBM(國際商用機器)、谷歌和英特爾等公司競相宣告實現了更高的量子比特數紀錄,但幾十個甚至更多的量子比特數,若無法全互連、精度不夠且難以糾錯,通用量子計算依然難以實現。與之相比,模擬量子計算可以直接構建量子系統(tǒng),無需依賴復雜量子糾錯。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,能夠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。當量子演化體系能夠制備得足夠大并且能靈活設計結構時,可以用來實現許多算法和計算任務,展現出遠優(yōu)于傳統(tǒng)計算機的表現。
上海交大金賢敏團隊通過飛秒激光直寫技術制備了節(jié)點數多達49×49的三維光量子計算芯片。這種世界最大規(guī)模的光量子計算芯片,使得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,并將促進未來更多以量子行走為內核的量子算法的實現。
《基于光子芯片的二維量子行走實驗研究》的論文顯示,研究人員通過發(fā)展高亮度單光子源和高時空分辨的單光子成像技術,直接觀察了光量子的二維行走模式輸出結果。實驗驗證量子行走不論在一維還是二維演化空間中,都具有區(qū)別于經典隨機行走的彈道式傳輸特性。這種加速傳輸正是支持量子行走能夠在許多算法中超越傳統(tǒng)計算機的基礎。曾有理論指出瞬態(tài)網絡特性只在大于一維的量子行走中才能實現,而以往準二維量子行走實驗由于受限的量子演化空間,無法觀測網絡傳播特征。該研究首次在實驗中成功觀測到了瞬態(tài)網絡特性,進一步驗證了所實現的量子行走的二維特征。
許多專家認為,相比電子,光子的速度更快、耗能更低,所以一旦光量子芯片能夠研發(fā)成功,所發(fā)揮的性能將比普通的電子芯片更強。最重要的是,光量子芯片的研發(fā)和制作,并不依賴西方的高端光刻機,這也意味著,一旦該技術研制成功,并且走向成功,我們將徹底打破被西方卡脖子的局面。甚至在該領域,乃至未來全球的芯片市場,我們都能占據優(yōu)勢。
據《時代聯合報(Times Union)》報道,美國參議院多數黨領袖Charles Schumer爭取了2500萬美元的贈款,以支持芯片代工廠格芯(GlobalFoundries)和量子計算公司PsiQuantum開發(fā)下一代量子計算機,該計算機將超越當今最先進的系統(tǒng)。量子計算技術的下一個前沿領域正在紐約州北部開發(fā)。我很自豪能夠為格芯和PsiQuantum之間擴大的合作伙伴關系提供2500萬美元的聯邦資金,以支持羅馬實驗室正在進行的前沿研究,創(chuàng)造新的就業(yè)機會,并確保美國作為前沿技術領導者的未來,”Schumer表示,中國正在爭取在美國之前制造世界上第一臺實用量子計算機,量子計算機的研發(fā)將密切關系到國家戰(zhàn)略。
在俄烏沖突的影響下,西方國家開始圍繞俄羅斯進行一系列的制裁,使得本就復雜的局勢變得越來越不明朗。如今美國及北約不斷給烏克蘭希望,為烏克蘭提供軍事援助,希望該國繼續(xù)對抗俄羅斯。與此同時,美國還不忘拉攏別國,試圖通過制裁的手段改變其他國家的立場。相關人員表示,為了限制俄羅斯的發(fā)展,美國的制裁使得俄方面臨嚴峻問題,尤其是芯片領域造成巨大影響。在高新技術發(fā)展日新月異的今天,各國都十分清楚先進技術的研發(fā)有多重要。
由于光量子芯片的研發(fā)制造不需要國外的光刻機,這意味著我國未來或許能夠突破封鎖打破壟斷,擺脫對國外光刻機的依賴。我國團隊的發(fā)力讓美國坐立不安,甚至也開始對光量子芯片技術進行研發(fā)。專家表示,我國雖然取得令人激動地成就,但未來仍需要刻苦研發(fā),爭取開拓新的領域。





