中新网上海5月14日电 上海交通大学14日披露，该校物理与天文学院金贤敏研究团队制备出世界最大规模的三维集成光量子芯片，并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算；同时这也是中国首个光量子计算芯片。
学界认为这项研究进展对推进模拟量子计算机研究具有重要意义，这一最新研究成果5月11日发表在《Science》子刊《Science Advances》上。
还是期待传统的硅片芯片？中国人已经跨过了电子计算的“块”，进入了量子计算的“块”。
近年来，关于通用量子计算机的新闻屡屡见于报端，IBM（国际商用机器）、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数纪录，但几十个甚至更多的量子比特数，若无法全互连、精度不够且难以纠错，通用量子计算依然难以实现。
模拟量子计算可以直接构造量子系统而不依赖于复杂的量子纠错。在一定条件下，在特定的问题上，它可以达到绝对的计算能力，远远超过经典的计算机。一个强大的模拟量子计算的核必须首先在二维空间中“量子走动”。
从左到右的单光子二维量子走动的演化：量子走动演化时间逐渐增加。
金贤敏说，模拟量子计算不同于通用量子计算，可直接构建量子系统，无需像通用量子计算那样依赖复杂的量子纠错，一旦能够制备和控制的量子物理系统达到新尺度，将可直接用于探索新物理和在特定问题上推进远超传统计算机的绝对计算能力。
第一作者，唐浩博士，在光量子芯片中有成千上万的光子线，这是由于光栅效应而可见的。
该研究首次在实验中成功观测到了瞬态网络特性，进一步验证了所实现的量子行走的二维特征。
过去20年里，增加绝对计算能力的方式通常是制备更多光子数的量子纠缠。中国一直在这方面保持优势，成功将光子数从4个提高到了10个，但同时也发现增加光子数异常艰难。
金贤敏团队另辟蹊径，通过增加量子演化系统的物理维度和复杂度来提升量子态空间尺度，开发了更加可行的全新量子资源，对于未来模拟量子计算机的研发具有重要意义。
金贤敏自2010以来一直在牛津大学Ian Walmsley研究小组工作。它也是国际光量子信息集成研究中的佼佼者之一。他于2014回到家，形成了“光子集成与量子信息实验室”，成为飞秒激光直写光量子研究的第一个单元之一。经过几年的努力，我们终于在光量子芯片的多层技术和集成上取得了超越，成为一个以光量子芯片制备和量子信息研究为背景的团队。
不过，据介绍，光量子芯片的研发仍然处于早期阶段，仍然需要在损耗、精度和可调控能力等各项指标上，在材料、工艺和混合芯片构架上，以及在与量子计算、量子通信和量子精密测量系统融合上开展大量研究，扎实推进，构建尺度和复杂度上都达到全新水平的光量子系统，实质性地推动新物理的探索和量子信息技术的实用化。(完)
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