《電子技術(shù)應(yīng)用》
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臺(tái)灣國(guó)立清華大學(xué)研發(fā)出僅有1顆光子的全球最小量子計(jì)算機(jī)

2024-10-18
來(lái)源:C114通信網(wǎng)

10月18日消息,,據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道,,中國(guó)臺(tái)灣國(guó)立清華大學(xué)物理系、前瞻量子科技研究中心教授褚志崧領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì),,宣布研發(fā)出一臺(tái)僅使用1顆光子的“光量子計(jì)算機(jī)”,,是全球最小的量子計(jì)算機(jī),。這一研究成果已發(fā)布在9月的《應(yīng)用物理審查》期刊(Physical Review Applied)上。

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國(guó)立清華大學(xué)校長(zhǎng)高為元表示,,他去年才參觀過(guò)美國(guó)最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室,,印象最深刻的是龐大的冷卻系統(tǒng),將溫度控制在零下273度,,設(shè)備也占據(jù)了一個(gè)大房間,。國(guó)立清華大學(xué)最新發(fā)布的光量子計(jì)算機(jī)可在室溫下操作,且設(shè)備只有一個(gè)盒子大,,非常不容易,?!罢嫦M磥?lái)我們每個(gè)人桌上都有一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)!”

褚志崧指出,,對(duì)一臺(tái)計(jì)算機(jī)而言,,最基本的單元是電晶體,傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)會(huì)有上億個(gè)電晶體,,團(tuán)隊(duì)研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)只使用一個(gè)電晶體,,才會(huì)稱這是全世界最小的量子計(jì)算機(jī)。

褚志崧解釋,,一般計(jì)算機(jī)通過(guò)電在電路板上傳輸來(lái)進(jìn)行計(jì)算,,光量子計(jì)算機(jī)則是用光傳輸信息,并通過(guò)量子力學(xué)進(jìn)行計(jì)算,。不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的比特(bit)只能代表0或1,,量子計(jì)算機(jī)的量子比特(qubit)可以同時(shí)處于0和1,這種特性稱為“量子疊加”,,使量子計(jì)算機(jī)在處理質(zhì)因數(shù)分解,、大數(shù)據(jù)搜索等復(fù)雜計(jì)算時(shí),速度可比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快數(shù)億倍,。

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褚志崧(右一)

“國(guó)外發(fā)展的光量子計(jì)算機(jī)最多可達(dá)到數(shù)百顆光子,。但光子是機(jī)率性出現(xiàn),很難控制讓多顆光子同時(shí)出現(xiàn),。”褚志崧因此改變思路,,“何不專注把所有信息都?jí)嚎s在1顆光子上,?”

為了讓1顆光子攜帶更多的信息,國(guó)立清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出可在1顆光子的32維空間里儲(chǔ)存信息的技術(shù),,宛如“多重宇宙”,,打破了世界紀(jì)錄。據(jù)悉,,該團(tuán)隊(duì)將持續(xù)研究在1顆光子上搭載更多的信息,。

褚志崧強(qiáng)調(diào),光子可在室溫下保持穩(wěn)定的量子態(tài),,不需要極低溫環(huán)境,,耗能少,成本也較低,。此外,,光子可以長(zhǎng)距離傳輸,不易受干擾,,對(duì)將量子計(jì)算機(jī)投入商業(yè)化應(yīng)用具有獨(dú)特優(yōu)

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國(guó)立清華大學(xué)理學(xué)院長(zhǎng)牟中瑜說(shuō),,褚志崧的研究成果有別于目前國(guó)際間所追求的量子計(jì)算機(jī)主流架構(gòu),,并且可以在室溫下進(jìn)行,這是很大的突破,,特別是該技術(shù)可與目前的硅光子技術(shù)結(jié)合,、與古典計(jì)算機(jī)整合在一起,有很大的潛力讓臺(tái)灣延續(xù)半導(dǎo)體技術(shù)優(yōu)勢(shì),,是臺(tái)灣主導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的契機(jī),。 



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