量子计算何时投入实用？ 光子可能是个关键角色

Posted 2021-05-18 天源财富

量子计算是世界科技前沿的一个重点研究方向，此前不久，由我国科研人员主导的国际团队在国际权威期刊上发表论文披露，他们研发出一款新型可编程光量子计算芯片，实现了多种图论问题的量子算法求解，有望应用在数据搜索、模式识别等领域。这是世界上首款面向图论问题求解的光量子芯片。

　　那么，什么是量子计算？新型可编程光量子计算芯片研制成功为什么能引起业内众多关注？

  　量子计算：颠覆传统计算的新概念

　　量子计算是一种建立在量子力学基础上的新型计算模型，其基本计算单元是量子比特。

　　量子比特与我们熟悉的经典比特不一样，经典比特要么是0要么是1，而量子比特由于量子叠加性质，可以同时处在0或1的状态。这样对一个处于叠加状态的量子比特进行操控时，就相当于同时对0和1两个态进行了操控。

　　“以一枚硬币做比喻，经典的计算只存在于‘正面’和‘反面’，而量子计算则不仅于此。随着量子比特数目的增加，这种量子比特的叠加性质蕴含着巨大的计算潜力。”

　　“作为新兴的前沿技术，量子计算技术在国防军事领域也同样具有巨大应用潜力。”强晓刚表示，比如，量子计算可以快速地分解大数质因子，这将对现有的密码系统产生威胁；可以快速地实现数据搜索、完成线性方程组求解等，这可以在军事大数据处理、战场智能规划等应用方面发挥作用；在物理化学分子模拟方面也具有计算优势，可以帮助设计寻找新的武器材料等。

　　光量子芯片：规模化量子计算的潜力途径

　　在实现量子计算的超导、离子阱、光子、量子点、拓扑等多种物理体系中，光子系统具有抗外界干扰能力强、操作精度高、可室温工作等特点，发展非常快速。

　　光量子计算就是将量子比特信息编码在单个光子上，通过对光子进行量子操控及测量来实现量子计算。光量子计算芯片技术是采用传统的微纳加工工艺在单个芯片上集成大量的光量子器件来实现量子计算过程，具有高集成度、高精确度、高稳定性等优势，是实现大规模可实用化量子计算机非常有潜力的途径。