研制具有实用价值的量子计算机 ， 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QUANTA团队联合军事科学院、中山大学等国内外单位 ， 研发成功新型可编程硅基光量子计算芯片 ， 可实现多种图论问题的量子算法求解 ， 有望未来在大数据处理等领域获得应用 。 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 。
量子比特数目少、有效量子操作深度浅 ， 是现阶段量子技术水平存在的制约性问题 。 在这种受限条件下 ， 如何最大化利用量子资源、设计可编程运行有实用前景量子算法的量子装置 ， 是量子计算领域的重要挑战 。
【算法|我科学家研制成功新型可编程光量子计算芯片】据介绍 ， 量子漫步是一种量子物理世界的独特数学模型 ， 也是一类重要的量子计算模型 ， 是许多量子算法的重要内核 。 该新型可编程光量子计算芯片研制过程中 ， 科研人员提出可动态编程实现多粒子量子漫步的光量子芯片结构 ， 能够对量子漫步演化时间、哈密顿量、粒子全同性、粒子交换特性等要素进行完全调控 ， 实现不同参数的量子漫步过程 ， 从而支持运行一系列基于量子漫步模型的量子算法 。 基于所提结构 ， 科研人员采用硅基集成光学技术 ， 设计实现了可编程光量子计算芯片 。 芯片上集成了纠缠光子源、可配置光学网络等 ， 通过电学调控片上元件实现对光量子态的操控 ， 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、高精确度等优势 。 通过对所研制光量子计算芯片的编程运行 ， 演示了顶点搜索、图同构等图论问题量子算法的求解 。 未来 ， 随着芯片规模和光子数目的增加 ， 芯片可支持实现的图问题规模将快速增长 。 （刘于蓝 采访人员张强）
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