研究人员通过一项突破性的实验为量子计算开辟了一条新途径:一种完全由光制成的大规模量子处理器。
一个来自澳大利亚、日本和美国的国际科学家团队制造了一个由激光制成的大规模量子处理器原型。
基于十年来的设计，该处理器具有内置的可扩展性，允许量子组件(由光制成)的数量扩展到极端数量。这项研究发表在2019年10月18日的《科学》杂志上。
量子计算机有望快速解决难题，但要做到这一点，它们需要大量的量子组件，而且必须相对没有错误。目前的量子处理器仍然很小，而且容易出错。这种新的设计提供了一种替代的解决方案，利用光，达到最终在重要问题上超越经典计算机所需的规模。
光学器件网络
一个光学设备网络——镜子、光束分离器和光纤——将激光编织到一个光学量子处理器中。信贷:CQC2T
澳大利亚墨尔本RMIT大学量子计算和通信技术中心(CQC2T)首席研究员尼古拉斯·梅尼库奇(Nicolas Menicucci)博士指出:“虽然今天的量子处理器令人印象深刻，但目前的设计能否放大到超大尺寸还不清楚。
“我们的方法从极端的可伸缩性开始——从一开始就内置——因为被称为集群状态的处理器是由光制造的。”天富平台如何？
利用光作为量子处理器
一个集群状态是一个大的纠缠量子组件的集合，执行量子计算时，以特定的方式测量。
要对现实问题有用，集群状态必须足够大，并且有正确的纠缠结构。在被提出后的20年里，所有以前的星团状态的论证都在其中一项或两项计数上失败了，”梅尼库奇博士说。“我们是第一个在两个方面都取得成功的。”
为了形成束态，特殊设计的晶体将普通激光转化为一种叫做压缩光的量子光，然后通过镜子、分束器和光纤网络将压缩光编织成束态。天富平台如何？
尼古拉斯博士Menicucci
Nicolas Menicucci博士，CQC2T RMIT节点的首席研究员。信贷:CQC2T
该团队的设计允许一个相对较小的实验生成一个巨大的二维集群状态，其中内置了可伸缩性。虽然压缩水平-一种质量的衡量-目前还不足以解决实际问题，但该设计兼容的方法，以实现最先进的压缩水平。
该团队表示，他们的成就为光量子计算开辟了新的可能性。
“在这项工作中，我们第一次在任何系统中制造了一个大规模的簇态，其结构使通用量子计算成为可能。堪培拉新南威尔士大学CQC2T首席研究员米泽英宏博士说。“我们的实验证明了这种设计是可行的——而且可以扩展。”
