韩国研究团队开发出了采用光子(光子·光粒子)方式的8光子量子比特(Qubit)集成电路芯片。
韩国电子通信研究院(以下简称ETRI)4日表示,已扩展硅光子量子芯片,完成了可控制8个光子的系统,目前正利用这8个光子产生的量子现象进行实验。
据ETRI介绍,光子可以区分为两个方向,向上则表示为0,向下则表示为1。比如,4量子比特时,光行进路径向上和向下合计共8条;8量子比特时则为16条。
ETRI在此基础上,成功在芯片内部实现了量子比特之间量子态强纠缠的状态。
基于光子的技术被视为构建量子计算机的最有力方法之一。其核心是在指甲大小的硅芯片上制作包含光子基础量子电路的硅光子量子芯片,并通过网络将多个量子芯片连接起来,从而实现通用量子计算。
尤其是,基于光子的量子计算机具有运算速度快、可在室温下工作、错误率低、易于扩展、能耗低等优势。
ETRI在8光子量子比特芯片上集成了光子发生器、相位调制器、开关等多种光学元件,并通过调节光的路径,使量子干涉得以实现。这使其能够执行计算机最基本的信息传输和变换功能。
芯片内集成了8个非线性光子对发生源和40余个用于调节光路的光开关,其中20余个光开关承担量子逻辑门的作用。由此构建了通过单光子探测器测量量子态的量子计算机基本框架。
ETRI今后将提升技术成熟度,计划在今年内挑战开发16量子比特芯片。此后还将扩展至32量子比特,使其可用于包括量子机器学习(Machine Learning)在内的量子计算应用研究。
ETRI量子技术研究本部部长Yoon Cheonju表示:“ETRI以在5年内实现利用量子计算机开展云服务为目标,将提升技术完备度”,“我们将致力于开拓新的学术领域,确保系统即便在实验室规模下也能稳定运行。”
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