10月18日消息,據臺灣媒體報道,中國臺灣國立清華大學物理系、前瞻量子科技研究中心教授褚志崧領導的團隊,宣布研發出一臺僅使用1顆光子的“光量子計算機”,是全球最小的量子計算機。這一研究成果已發布在9月的《應用物理審查》期刊(Physical Review Applied)上。
國立清華大學校長高為元表示,他去年才參觀過美國最先進的量子計算機實驗室,印象最深刻的是龐大的冷卻系統,將溫度控制在零下273度,設備也占據了一個大房間。國立清華大學最新發布的光量子計算機可在室溫下操作,且設備只有一個盒子大,非常不容易?!罢嫦M磥砦覀兠總€人桌上都有一臺光量子計算機!”
褚志崧指出,對一臺計算機而言,最基本的單元是電晶體,傳統計算機會有上億個電晶體,團隊研發的量子計算機只使用一個電晶體,才會稱這是全世界最小的量子計算機。
褚志崧解釋,一般計算機通過電在電路板上傳輸來進行計算,光量子計算機則是用光傳輸信息,并通過量子力學進行計算。不同于傳統計算機的比特(bit)只能代表0或1,量子計算機的量子比特(qubit)可以同時處于0和1,這種特性稱為“量子疊加”,使量子計算機在處理質因數分解、大數據搜索等復雜計算時,速度可比傳統計算機快數億倍。
褚志崧(右一)
“國外發展的光量子計算機最多可達到數百顆光子。但光子是機率性出現,很難控制讓多顆光子同時出現?!瘪抑踞乱虼烁淖兯悸?,“何不專注把所有信息都壓縮在1顆光子上?”
為了讓1顆光子攜帶更多的信息,國立清華大學研究團隊成功研發出可在1顆光子的32維空間里儲存信息的技術,宛如“多重宇宙”,打破了世界紀錄。據悉,該團隊將持續研究在1顆光子上搭載更多的信息。
褚志崧強調,光子可在室溫下保持穩定的量子態,不需要極低溫環境,耗能少,成本也較低。此外,光子可以長距離傳輸,不易受干擾,對將量子計算機投入商業化應用具有獨特優
國立清華大學理學院長牟中瑜說,褚志崧的研究成果有別于目前國際間所追求的量子計算機主流架構,并且可以在室溫下進行,這是很大的突破,特別是該技術可與目前的硅光子技術結合、與古典計算機整合在一起,有很大的潛力讓臺灣延續半導體技術優勢,是臺灣主導量子計算機發展的契機。