研制具(ju)有實用(yong)價值(zhi)的(de)量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)機，是量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)領域最重要(yao)的(de)發展(zhan)目標。國防科(ke)技大學(xue)(xue)(xue)計(ji)(ji)算(suan)(suan)機學(xue)(xue)(xue)院(yuan)QUANTA團隊(dui)聯合軍(jun)事科(ke)學(xue)(xue)(xue)院(yuan)、中山大學(xue)(xue)(xue)等(deng)國內外單位(wei)，研發成功新型可(ke)編程硅基光量(liang)子計(ji)(ji)算(suan)(suan)芯片，可(ke)實現多種圖論問題(ti)的(de)量(liang)子算(suan)(suan)法求解，有望未來在大數(shu)據(ju)處理等(deng)領域獲得應(ying)用(yong)。北京時間2月27日，國際權(quan)威期刊《科(ke)學(xue)(xue)(xue)進展(zhan)》發表了這一重要(yao)成果(guo)。
量(liang)子(zi)比特數目(mu)少、有效量(liang)子(zi)操作深度淺，是現階段量(liang)子(zi)技術水平存在的(de)制約性問題。在這種受限條件(jian)下，如(ru)何最(zui)大化利用量(liang)子(zi)資源、設計可編程(cheng)運行有實(shi)用前景量(liang)子(zi)算(suan)法的(de)量(liang)子(zi)裝置，是量(liang)子(zi)計算(suan)領域的(de)重要挑戰。
據介紹，量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)漫(man)步是一(yi)種(zhong)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物理世界的(de)獨特(te)數學模(mo)(mo)型(xing)，也是一(yi)類(lei)重(zhong)(zhong)要的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)模(mo)(mo)型(xing)，是許多(duo)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)算(suan)法的(de)重(zhong)(zhong)要內(nei)核。該(gai)新(xin)型(xing)可(ke)(ke)編程光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)芯(xin)片研制(zhi)過程中，科(ke)(ke)研人員提出可(ke)(ke)動(dong)態(tai)編程實現(xian)多(duo)粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)漫(man)步的(de)光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)芯(xin)片結(jie)構(gou)(gou)，能夠對量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)漫(man)步演化時間、哈密頓量(liang)、粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)全(quan)同(tong)性、粒(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)交換特(te)性等(deng)要素進行完全(quan)調控(kong)，實現(xian)不同(tong)參數的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)漫(man)步過程，從而支(zhi)持運行一(yi)系列基于量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)漫(man)步模(mo)(mo)型(xing)的(de)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)算(suan)法。基于所提結(jie)構(gou)(gou)，科(ke)(ke)研人員采用硅基集(ji)成光(guang)(guang)學技術(shu)，設計(ji)實現(xian)了可(ke)(ke)編程光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)芯(xin)片。芯(xin)片上(shang)集(ji)成了糾纏光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)源(yuan)、可(ke)(ke)配置光(guang)(guang)學網絡等(deng)，通過電學調控(kong)片上(shang)元件實現(xian)對光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)態(tai)的(de)操控(kong)，從而實現(xian)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)信息(xi)的(de)編碼和(he)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)算(suan)法的(de)映射，具(ju)有高(gao)集(ji)成度、高(gao)穩定(ding)性、高(gao)精確(que)度等(deng)優(you)勢。通過對所研制(zhi)光(guang)(guang)量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)計(ji)算(suan)芯(xin)片的(de)編程運行，演示了頂點搜索、圖同(tong)構(gou)(gou)等(deng)圖論問(wen)題量(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)算(suan)法的(de)求解。未來，隨著芯(xin)片規模(mo)(mo)和(he)光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)數目的(de)增(zeng)加，芯(xin)片可(ke)(ke)支(zhi)持實現(xian)的(de)圖問(wen)題規模(mo)(mo)將快速增(zeng)長。(劉于藍 記者張強)
(責編：趙竹青、呂(lv)騫)