德企組建技術(shù)聯(lián)盟，準(zhǔn)備攻堅光量子計算芯片

據(jù)外媒報道，由德國初創(chuàng)企業(yè)Q.ANT牽頭，14家合作伙伴組成“PhoQuant”項目，目前正在開展可在常溫下運行的光量子計算芯片研發(fā)。

近年來，關(guān)于通用量子計算機的新聞屢屢見于報端，IBM(國際商用機器)、谷歌和英特爾等公司競相宣告實現(xiàn)了更高的量子比特數(shù)紀(jì)錄，但幾十個甚至更多的量子比特數(shù)，若無法全互連、精度不夠且難以糾錯，通用量子計算依然難以實現(xiàn)。與之相比，模擬量子計算可以直接構(gòu)建量子系統(tǒng)，無需依賴復(fù)雜量子糾錯。作為模擬量子計算的一個強大算法內(nèi)核，二維空間中的量子行走，能夠?qū)⑻囟ㄓ嬎闳蝿?wù)對應(yīng)到量子演化空間中的相互耦合系數(shù)矩陣中。當(dāng)量子演化體系能夠制備得足夠大并且能靈活設(shè)計結(jié)構(gòu)時，可以用來實現(xiàn)許多算法和計算任務(wù)，展現(xiàn)出遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)計算機的表現(xiàn)。

上海交大金賢敏團隊通過飛秒激光直寫技術(shù)制備了節(jié)點數(shù)多達(dá)49×49的三維光量子計算芯片。這種世界最大規(guī)模的光量子計算芯片，使得真正空間二維自由演化的量子行走得以在實驗中首次實現(xiàn)，并將促進未來更多以量子行走為內(nèi)核的量子算法的實現(xiàn)。

《基于光子芯片的二維量子行走實驗研究》的論文顯示，研究人員通過發(fā)展高亮度單光子源和高時空分辨的單光子成像技術(shù)，直接觀察了光量子的二維行走模式輸出結(jié)果。實驗驗證量子行走不論在一維還是二維演化空間中，都具有區(qū)別于經(jīng)典隨機行走的彈道式傳輸特性。這種加速傳輸正是支持量子行走能夠在許多算法中超越傳統(tǒng)計算機的基礎(chǔ)。曾有理論指出瞬態(tài)網(wǎng)絡(luò)特性只在大于一維的量子行走中才能實現(xiàn)，而以往準(zhǔn)二維量子行走實驗由于受限的量子演化空間，無法觀測網(wǎng)絡(luò)傳播特征。該研究首次在實驗中成功觀測到了瞬態(tài)網(wǎng)絡(luò)特性，進一步驗證了所實現(xiàn)的量子行走的二維特征。

許多專家認(rèn)為，相比電子，光子的速度更快、耗能更低，所以一旦光量子芯片能夠研發(fā)成功，所發(fā)揮的性能將比普通的電子芯片更強。最重要的是，光量子芯片的研發(fā)和制作，并不依賴西方的高端光刻機，這也意味著，一旦該技術(shù)研制成功，并且走向成功，我們將徹底打破被西方卡脖子的局面。甚至在該領(lǐng)域，乃至未來全球的芯片市場，我們都能占據(jù)優(yōu)勢。

據(jù)《時代聯(lián)合報(Times Union)》報道，美國參議院多數(shù)黨領(lǐng)袖Charles Schumer爭取了2500萬美元的贈款，以支持芯片代工廠格芯(GlobalFoundries)和量子計算公司PsiQuantum開發(fā)下一代量子計算機，該計算機將超越當(dāng)今最先進的系統(tǒng)。量子計算技術(shù)的下一個前沿領(lǐng)域正在紐約州北部開發(fā)。我很自豪能夠為格芯和PsiQuantum之間擴大的合作伙伴關(guān)系提供2500萬美元的聯(lián)邦資金，以支持羅馬實驗室正在進行的前沿研究，創(chuàng)造新的就業(yè)機會，并確保美國作為前沿技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者的未來，”Schumer表示，中國正在爭取在美國之前制造世界上第一臺實用量子計算機，量子計算機的研發(fā)將密切關(guān)系到國家戰(zhàn)略。

在俄烏沖突的影響下，西方國家開始圍繞俄羅斯進行一系列的制裁，使得本就復(fù)雜的局勢變得越來越不明朗。如今美國及北約不斷給烏克蘭希望，為烏克蘭提供軍事援助，希望該國繼續(xù)對抗俄羅斯。與此同時，美國還不忘拉攏別國，試圖通過制裁的手段改變其他國家的立場。相關(guān)人員表示，為了限制俄羅斯的發(fā)展，美國的制裁使得俄方面臨嚴(yán)峻問題，尤其是芯片領(lǐng)域造成巨大影響。在高新技術(shù)發(fā)展日新月異的今天，各國都十分清楚先進技術(shù)的研發(fā)有多重要。

由于光量子芯片的研發(fā)制造不需要國外的光刻機，這意味著我國未來或許能夠突破封鎖打破壟斷，擺脫對國外光刻機的依賴。我國團隊的發(fā)力讓美國坐立不安，甚至也開始對光量子芯片技術(shù)進行研發(fā)。專家表示，我國雖然取得令人激動地成就，但未來仍需要刻苦研發(fā)，爭取開拓新的領(lǐng)域。