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文/陳根

日前，《自然光子學(xué)》雜志刊發(fā)論文顯示，羅切斯特大學(xué)的科學(xué)家們成功開發(fā)了芯片級(jí)光子學(xué)量子模擬系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠模擬物理世界，并控制量子糾纏光子的頻率和顏色。

與傳統(tǒng)的光子計(jì)算方法相比，量子計(jì)算將極大地減少物理空間和資源需求。基于光子的計(jì)算模型和技術(shù)的傳統(tǒng)光子計(jì)算方法，是利用光子作為信息的載體和處理單元，通過光的傳播和操作來實(shí)現(xiàn)計(jì)算功能。而光子學(xué)量子計(jì)算的關(guān)鍵則在于控制量子糾纏的光子，通過調(diào)節(jié)光子的頻率和顏色，科學(xué)家們可以將它們糾纏在一起，創(chuàng)造出復(fù)雜的量子系統(tǒng)。

在一個(gè)合成空間里進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)中，研究人員利用該系統(tǒng)通過控制量子糾纏光子的頻率和顏色來模擬物理世界。這種方法與傳統(tǒng)基于光子的計(jì)算方法不同，它大大減少了物理空間和資源的需求，并且通過控制光子的路徑來實(shí)現(xiàn)模擬。此外，芯片級(jí)技術(shù)結(jié)合了光學(xué)和微電子學(xué)，以此提高了效率和可擴(kuò)展性。

“我們成功制造出了量子相關(guān)的合成晶體，這是前所未有的。”據(jù)研究人員介紹，這大大擴(kuò)展了合成空間的維度，而且可以模擬多種量子尺度的現(xiàn)象，例如量子糾纏光子的隨機(jī)行走。基于此，量子計(jì)算將為科學(xué)家們提供處理復(fù)雜自然現(xiàn)象的新工具，為開拓量子計(jì)算的應(yīng)用領(lǐng)域提供有力的支持。同時(shí)，這一系統(tǒng)也將為未來更復(fù)雜的模擬提供基礎(chǔ)，并且具備擴(kuò)展到更復(fù)雜模擬和計(jì)算任務(wù)的潛力。

原文標(biāo)題 : 陳根：芯片級(jí)光子學(xué)量子模擬系統(tǒng)開啟量子計(jì)算新時(shí)代

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