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中科大多光子纠缠技术再获突破,量子计算将加速

来源:信息发布     作者:信息发布人员     发布时间:2017年04月06日     浏览次数:         

中科大多光子纠缠技术再获突破,量子计算将加速

  日前,中国科技大学量子技术科研团队在国际上首次实现十光子纠缠,再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。该项成果未来可用于量子计算、量子通信等多个细分应用领域。

  量子是基本粒子的统称,包含光子、介子、电子等。在两个或两个以上基本粒子组成的体系中,一个粒子发生变动会使另一个粒子跟随发生同样变动,将双光子干涉产生的纠缠态叠加,便形成多光子纠缠。在量子信息学体系中,量子纠缠是量子通量子计算的核心技术之一,通过对量子纠缠态中每个叠加分量进行变化,结果也会将这些变量以一定概率叠加,这种计算被称为量子并行计算,未来能大幅提升量子计算机的运行速度。在量子计算中,产生纠缠光子数越多,干涉和测量系统也越复杂。据介绍,该研究团队从2004年起就保持着多光子纠缠的世界纪录,其在国际量子领域中处于领先地位。

  随着大数据和人工智能的快速发展,这类高科技技术对运算速度要求极高,面对日趋复杂的算法,量子计算技术逐渐受到重视,近几年全球多家知名科技公司纷纷加大该领域的研究布局。谷歌与NASA共同研发出的D-Wave X2计算系统,运行速度比传统计算机的模拟装置快1亿倍。2016年6月,谷歌研究实验室的计算机科学家以及美国、西班牙的物理学家还共同开发出了一款量子计算机,能解决物理和化学领域的多种问题,包括对多个电子互动的模拟。据研发人员介绍,其技术可以成为通用算法,可拓展至任意的大型量子计算机。IBM则建造了一台有5个量子位的量子计算机,并将其通过网络开放给所有研究人员。2016年7月,中科院和阿里巴巴共同成立了“中科院-阿里巴巴量子计算联合实验室”,合作开发量子计算机,探索下一代超快计算技术,计划到2030年研制出具有50个至100 个量子比特的通用量子计算原型机,从物理层设计、制造到算法运行实现自主研发,全面实现通用量子计算功能,并应用于大数据处理等领域。

  有机构认为,量子计算机能够帮助运行更为复杂的模拟,对于人工智能、虚拟现实等因计算能力而遭遇瓶颈的领域,量子信息将加速其产业进化,未来应用前景广阔。此外,经典通用服务器、存储市场将成量子计算的潜在替代市场,随着量子计算在服务器及存储市场的渗透率快速提升,未来可替代市场空间有望达千亿元规模。