国防科技大学研发出新型可编程硅基光量子计算芯片

国防科技大学27日透露，该校计算机学院QUANTA团队联合军事科学院、中山大学等国内外单位，研发出一款新型可编程硅基光量子计算芯片，实现了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。国际权威期刊《Science Advances》（《科学进展》）已发表该成果。

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。然而，在量子比特数目少、有效量子操作深度浅等现阶段量子威廉希尔官方网站 水平下，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。

国防科技大学、军事科学院、中山大学等国内外机构研究人员，研发出可编程运行图论问题量子算法的光量子芯片，提出可动态编程实现多粒子量子漫步的光量子芯片结构。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。所提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，研发人员采用硅基集成光学威廉希尔官方网站 ，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。

研发人员还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。图论问题是大数据处理等许多重要应用的核心数学问题。在图论问题求解上，各种量子算法较之经典算法具有不同程度的计算加速潜力。随着芯片规模和光子数目的增加，新型可编程硅基光量子计算芯片可支持实现的图问题规模快速增长。

该成果展示了硅基光量子芯片威廉希尔官方网站 实现特定量子计算应用的巨大潜力。
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