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新纪元 量子计算机芯片完成首次运算

    【IT168 专稿】近日,著名科技杂志《科学》(Science)上登载了一篇研究成果,该论文表示英国的研究人员已经制作了一颗光学量子计算机芯片样品,并成功完成一次数学运算,向实用性量子计算机又迈出了重要一步。

    据了解,这颗光学量子计算机芯片是由英国布里斯托尔大学的Jeremy O'Brien领导研发的。这个光学量子芯片体积远比传统芯片要小,并且镶嵌了更加迷你的二氧化硅波导。《科学》杂志的论文上详细描述了这颗芯片执行“秀尔算法”的情形:首先将四个光子通过波导传输,并构造一个H栅极,然后每个量子位(qubit)都以0和1混合态准备就绪(传统位要么0要么1),整体形成全部四位输入混合态;计算由另外两个CZ栅极执行,并形成一个高纠缠态状态,再测量头两个量子位的输出状态就可以得到计算结果了。

    在本次试验中,研究人员们让它执行了寻找15质因数的算法,结果成功输出了3和5。

    量子计算机的概念最早由理查德·费曼提出,一开始是从物理现象的模拟而来的。科学家发现当模拟量子现象时,因为庞大的希尔伯特空间,数据量也变得很庞大,因此模拟所需的运算时间则变得相当可观。理查德·费曼当时就想到如果用量子系统所构成的计算器来模拟量子现象则运算时间可大幅度减少,从而诞生了量子计算器的念头。

    然而,在1980年之前,量子计算机多处于理论推导等等纸上谈兵状态。一直到1994年彼得·秀尔(Peter Shor)提出量子质因子分解算法后,因其对于现在通行于银行及网络等处的RSA加密算法可以破解而构成威胁之后,量子计算器变成了热门的话题,除了理论之外,也有不少学者着力于利用各种量子系统来实现量子计算器。

    Jeremy O'Brien表示,这次试验为大规模量子电路的开发铺平了道路,开启了量子计算机的新纪元。毕竟完成1+1的运算只是开始,从第一颗晶体管到大规模集成电路走了很长的路,一切才刚刚开始。

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