陈根：光子量子模拟器的广阔前景

文/陈根

日前，《科学进展》杂志上发表了由尼尔斯玻尔研究所的研究人员与明斯特大学和波鸿鲁尔大学合作，开发的能够处理量子系统产生的大量信息的新技术。

据介绍，量子模拟器是一种特殊用途的计算机，通过处理经典计算机难以处理的量子信息来模拟量子系统。而确定性单光子光源，能以极高的速率和速度产生量子位，耦合到专门设计的集成光子电路，能够以足够的速度和质量处理量子信息，而不会降低易受影响的量子态。

这意味着我们的科研工作已经迈出了开发光子量子设备的第一步，例如，可以描述和模拟生物分子的振动动力学之类的复杂的量子系统。

“当量子比特的数量增加时，量子信息的处理要求经典计算机的容量呈指数级增长。这意味着即使是相当简单的量子力学问题也无法在经典计算机上解决。”。研究团队的人员之一Stefano Paesani表示，更大的挑战则在于处理以光速大量发射的光子，而且必须发生得非常快并且没有损失，更不允许发生太多错误。

就此问题，研究团队与明斯特大学合作开发了能够处理来自光子源的量子比特的光子电路，足够的高效和快速；并使这两个系统结合在一起。随后，研究团队还制定了扩大技术规模的“路线图”。“我们现在正在向申请者敞开大门。”Stefano Paesani表示。