切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
  • 上交大实现世界最大规模光量子计算芯片

    作者:佚名 来源:知社学术圈 时间:2018-05-16 10:00 阅读:1472 [投稿]
    上海交通大学金贤敏研究团队研制出世界最大规模的三维集成光量子芯片,并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算。同时这也是国内首个自主实现的光量子计算芯片。

    超大规模光量子计算芯片来之不易

    金贤敏团队通过飞秒激光直写技术制备出包含数千节点的三维光量子计算芯片,正是这种超大规模光量子计算芯片使得真正空间二维自由演化的量子行走得以在实验中首次实现,并促进未来更多量子算法的实现。


    图示芯片中的二十组光子阵列里,每组都包含了2401根波导

    而这些超大规模光量子计算芯片,得来实属不易。早在2014年,金贤敏放弃获得英国永居机会,从牛津大学毅然回到上海交通大学从零开始组建量子信息实验室时,就把目标放准了光子芯片的研究方向,从搭建实验室飞秒激光直写平台到不断摸索直写参数,前后花了三年时间,才对每个参数对于波导各项性能的影响以及如何写出需求中的波导性能游刃有余。同时花费两年半时间搭建高亮度单光子源和发展高精度的单光子成像技术,这才使得一个个光子在芯片里二维空间量子行走的演化模式首次观测出来。

    其实,芯片化集成化已经成为量子信息技术真正迈向实用化的研究热点和战略性方向,在欧洲尤其是英国,已经提前布局并连续获得突破。英国布里斯托大学Jeremy O‘Brien团队和牛津大学Ian Walmsley团队是国际上最早开展集成化量子信息技术研究。2014年英国财政部宣布5年资助2.7亿英镑支持四个研究团队开展量子芯片的技术研究,其中Ian Walmsley领衔的基于光量子集成芯片构架网络化量子信息技术[Networked Quantum Information Technology (NQIT)])获得支持。此外,欧洲为了在量子信息技术集成化研究领域上取得领先地位,欧盟支持把飞秒激光直写与量子信息应用相结合的科学基础研究和技术基础研究,按照侧重不同设立多个重大研究项目,包括QuChip、3DQUEST和PICQUE等,对欧洲多个研究群体进行重点资助。

    目前国际上基于光子芯片做量子计算研究有三个主要团队,一是以牛津大学、布里斯托大学(Bristol University)为主的英国量子中心Quantum Hub,二是意大利米兰理工大学团队,三是德国光学名校耶拿大学与以色列理工大学的德国以色列合作团队。虽然这些团队形成时间更早,经过努力,上海交大的金贤敏团队仍获得以下优势:

    首先英国团队和意大利团队制备光波导芯片的尺寸非常有限,通常为一维阵列且波导数目不超过50,德国以色列团队能制备二维阵列,然而波导数目也不超过100,而金贤敏使用飞秒激光直写技术,通过几年的参数摸索经验积累,可以制备每个阵列的波导数目可以高达2500且性能稳定的超大规模二维阵列。2017在牛津大学交流报告时,对方看到金贤敏团队所展示的超大波导阵列上的量子光学实验图片,非常惊叹,给出很高的评价。

    分享到:
    扫一扫,关注光行天下的微信订阅号!
    【温馨提示】本频道长期接受投稿,内容可以是:
    1.行业新闻、市场分析。 2.新品新技术(最新研发出来的产品技术介绍,包括产品性能参数、作用、应用领域及图片); 3.解决方案/专业论文(针对问题及需求,提出一个解决问题的执行方案); 4.技术文章、白皮书,光学软件运用技术(光电行业内技术文档);
    如果想要将你的内容出现在这里,欢迎联系我们,投稿邮箱:service@opticsky.cn
    文章点评