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中国科学家研制成功新型可编程光量子计算芯片

开发实用的量子计算机是量子计算领域最重要的发展目标 。国防科技大学计算机学院量子团队联合军事科学院、中山大学等国内外单位，成功研发出一种新型可编程硅基光量子计算芯片，可以用量子算法解决各种图论问题，未来有望应用于大数据处理等领域 。北京时间2月27日，国际权威期刊《科学进展》发表了这一重要成果 。
量子比特数少、有效量子操作深度浅是目前量子技术的限制性问题 。在这种有限的条件下，如何最大限度地利用量子资源，设计出运行具有实用前景的量子算法的可编程量子器件，是量子计算领域的重要挑战 。
【中国科学家研制成功新型可编程光量子计算芯片】据介绍，量子漫步是量子物理世界特有的数学模型，是重要的量子计算模型，也是许多量子算法的重要内核 。在新型可编程光量子计算芯片的研制过程中，研究人员提出了一种可以动态编程实现多粒子量子行走的光量子芯片结构，可以完全控制量子行走的演化时间、哈密顿量、粒子均匀性、粒子交换特性等要素，实现不同参数的量子行走过程，从而支持一系列基于量子行走模型的量子算法的运行 。基于所提出的结构，研究人员利用硅基集成光学技术设计并实现了一种可编程光量子计算芯片 。将纠缠光子源、可配置光网络等集成在芯片上，通过对片上元件的电调节实现对光量子态的控制，从而实现量子信息的编码和量子算法的映射，具有高集成度、高稳定性和高精度的优点 。通过所开发的光量子计算芯片的编程和运行，演示了顶点搜索、图同构等图论问题的量子算法的求解 。未来，随着芯片尺寸和光子数的增加，芯片所能支持的图形问题规模会迅速增加 。(刘玉兰采访人员张强)
(责编：赵竹青、吕骞)


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