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科学家研发出专用型光量子模拟芯片

发布时间:2019-07-10 04:31 来源:未知 编辑:admin

  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  《中国科学院院刊》(中文版)是中国科学院主办的以战略与决策研究为主的科技综...

  《科学通报》是自然科学综合性学术刊物,力求及时报道自然科学各领域具有创新性...

  覆盖数学、物理、化学、生命科学、地球科学、信息科学、技术科学与天文学等学科...

  实现量子信息的有效传输、处理和计算,是推动量子计算机发展的关键。近日,丹麦科技大学高级研究员丁运鸿、北京大学研究员王剑威以及英国布里斯托尔大学教授Stefano Paesani等组成的国际合作团队利用硅基光量子芯片技术,研发出一款集成化的专用型光量子计算和量子模拟器。相关研究成果近日发表于《自然—物理》。

  量子计算机有着超越经典计算机的强大计算能力,有望解决一些经典计算机不能有效解决的特殊且重要的问题。在量子计算机发展过程中,存在两大主要技术挑战:一是如何搭建一个庞大、可控的量子器件和量子系统;二是如何制备并调控多体单量子态,从而实现对量子信息的传输、处理与计算等功能。硅基纳米集成光量子芯片技术被认为非常有潜力解决上述难题。

  本研究中,研究人员通过优化设计、加工高性能的硅基集成单光子源阵列,成功制备了8个光子量子态,并使之在12种模式低损耗波导阵列的结构中发生高质量的量子干涉。通过重构芯片的非线性量子光源阵列,该光量子处理器芯片可以实现两类重要的量子玻色采样算法,包括触发型玻色采样和高斯玻色采样算法。

  此外,研究人员还利用量子玻色采样,模拟了化学分子中本征振动模式的动态演化过程,这为光学专用量子计算机在模拟复杂物理化学体系上的应用提供了有力的实验依据。研究分析表明,进一步优化芯片上器件性能,有望实现约20个光子的专用量子计算和量子模拟器,以及有效解决一些复杂物理化学体系的量子模拟问题。

  丁运鸿告诉《中国科学报》:“硅基光子集成芯片技术是一项非常强大的技术,可广泛应用于量子信息的各个领域。而光量子技术结合硅基光子集成技术,将在未来量子技术中发挥重要作用。”

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