德企组建技术联盟,准备攻坚光量子计算芯片
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据外媒报道,由德国初创企业Q.ANT牵头,14家合作伙伴组成“PhoQuant”项目,目前正在开展可在常温下运行的光量子计算芯片研发。
近年来,关于通用量子计算机的新闻屡屡见于报端,IBM(国际商用机器)、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数纪录,但几十个甚至更多的量子比特数,若无法全互连、精度不够且难以纠错,通用量子计算依然难以实现。与之相比,模拟量子计算可以直接构建量子系统,无需依赖复杂量子纠错。作为模拟量子计算的一个强大算法内核,二维空间中的量子行走,能够将特定计算任务对应到量子演化空间中的相互耦合系数矩阵中。当量子演化体系能够制备得足够大并且能灵活设计结构时,可以用来实现许多算法和计算任务,展现出远优于传统计算机的表现。
上海交大金贤敏团队通过飞秒激光直写技术制备了节点数多达49×49的三维光量子计算芯片。这种世界最大规模的光量子计算芯片,使得真正空间二维自由演化的量子行走得以在实验中首次实现,并将促进未来更多以量子行走为内核的量子算法的实现。
《基于光子芯片的二维量子行走实验研究》的论文显示,研究人员通过发展高亮度单光子源和高时空分辨的单光子成像技术,直接观察了光量子的二维行走模式输出结果。实验验证量子行走不论在一维还是二维演化空间中,都具有区别于经典随机行走的弹道式传输特性。这种加速传输正是支持量子行走能够在许多算法中超越传统计算机的基础。曾有理论指出瞬态网络特性只在大于一维的量子行走中才能实现,而以往准二维量子行走实验由于受限的量子演化空间,无法观测网络传播特征。该研究首次在实验中成功观测到了瞬态网络特性,进一步验证了所实现的量子行走的二维特征。
许多专家认为,相比电子,光子的速度更快、耗能更低,所以一旦光量子芯片能够研发成功,所发挥的性能将比普通的电子芯片更强。最重要的是,光量子芯片的研发和制作,并不依赖西方的高端光刻机,这也意味着,一旦该技术研制成功,并且走向成功,我们将彻底打破被西方卡脖子的局面。甚至在该领域,乃至未来全球的芯片市场,我们都能占据优势。
据《时代联合报(Times Union)》报道,美国参议院多数党领袖Charles Schumer争取了2500万美元的赠款,以支持芯片代工厂格芯(GlobalFoundries)和量子计算公司PsiQuantum开发下一代量子计算机,该计算机将超越当今最先进的系统。量子计算技术的下一个前沿领域正在纽约州北部开发。我很自豪能够为格芯和PsiQuantum之间扩大的合作伙伴关系提供2500万美元的联邦资金,以支持罗马实验室正在进行的前沿研究,创造新的就业机会,并确保美国作为前沿技术领导者的未来,”Schumer表示,中国正在争取在美国之前制造世界上第一台实用量子计算机,量子计算机的研发将密切关系到国家战略。
在俄乌冲突的影响下,西方国家开始围绕俄罗斯进行一系列的制裁,使得本就复杂的局势变得越来越不明朗。如今美国及北约不断给乌克兰希望,为乌克兰提供军事援助,希望该国继续对抗俄罗斯。与此同时,美国还不忘拉拢别国,试图通过制裁的手段改变其他国家的立场。相关人员表示,为了限制俄罗斯的发展,美国的制裁使得俄方面临严峻问题,尤其是芯片领域造成巨大影响。在高新技术发展日新月异的今天,各国都十分清楚先进技术的研发有多重要。
由于光量子芯片的研发制造不需要国外的光刻机,这意味着我国未来或许能够突破封锁打破垄断,摆脱对国外光刻机的依赖。我国团队的发力让美国坐立不安,甚至也开始对光量子芯片技术进行研发。专家表示,我国虽然取得令人激动地成就,但未来仍需要刻苦研发,争取开拓新的领域。