集成光量子计算的研究进展

基于量子力学的叠加和纠缠等性质,量子计算具备超越经典计算机的强大计算能力.光子作为一种高效信息载体,具有传输速度快、操控性高及相干时间长的优点,是实现量子计算的一个理想物理平台.集成光量子技术,使得我们在微型结构上便能够稳定地实现光量子态的产生、处理和探测.近年来,随着新兴的集成光量子技术的快速发展,集成光量子计算的实验复杂度和规模在不断提高,并成功模拟和解决了复杂的物理和计算问题.为此,本综述总结了近年来集成光量子计算的技术进展,包括各类集成光量子实验平台,并讨论了基于集成光量子平台实现的量子行走实验范例.最后,我们亦简述了基于光量子行走而实现的量子算法和量子模拟的方案.

光量子计算研究与应用

分析了光量子计算带来的产业变革大背景,结合国内外相关政策及公司发展实例论述了光量子计算的优势,指明了光量子计算技术的发展是解决后摩尔时代算力不足的关键,并列举了目前量子计算在不同行业的应用。

“中国造”光量子计算机问世

世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机5月3日在上海亮相，10个超导量子比特纠缠首次成功实现，中国科学家再次站在了创新的前沿.

量子计算研究现状与未来发展

量子计算乃至更为广泛的量子信息,是基于量子力学原理发展出来的概念与技术体系,涉及信息的本质及其处理。量子计算利用量子叠加、量子纠缠等资源进行信息编码和处理,已被证明在若干问题上具有相对于经典计算的极大优势,在实用化后将对信息及相关科技产生深远影响。本文概要回顾了量子计算的发展历史,如量子计算思想与概念的形成、重要理论及算法的发展以及应用情况;梳理总结了代表性的量子计算技术路线及其发展态势,如超导量子计算、分布式超导量子计算、光量子计算、囚禁离子量子计算、硅基量子计算及若干其他体系。着眼不同技术路线面临的共性问题,对我国量子计算领域未来发展提出建议:注重战略规划和布局,培养高水平研究团队,加强基础研究、核心技术、关键设备的自主研发。

中国科技大学专家在国际上率先实现量子分解算法

中国科技大学潘建伟教授及其同事杨涛、陆朝阳等，在国际上首次利用光量子计算机实现了休尔量子分解算法，研究成果发表在12月19日出版的美国权威物理学期刊《物理评论快报》上，标志着我国光学量子计算研究达到了国际领先水平。

光源相位噪声对高斯玻色采样的影响

高斯玻色采样是实现量子计算优势的主要途径之一,同时也有望应用于加速稠密子图、量子化学等问题.然而,实验中必不可少的噪声却可能阻碍高斯玻色采样的量子优势.此前的研究主要关注于光子损失和光子非全同噪声.本文通过数值模拟研究了另一种噪声——光源相位噪声对高斯玻色采样的影响.采用蒙特卡罗方法近似计算相位噪声下高斯玻色采样的输出概率分布,发现随着探测光子数的增加,相位噪声带来的误差逐渐加大.同时,相位噪声会导致采样出大概率样本的能力,即HOG (heavy output generation)值显著降低.最后发现,在输入平均光子数相同时,有光子损失的高斯玻色采样相比无损失情形对于相位噪声有更大的容忍性.本文的研究有助于大规模高斯玻色采样中更好地抑制相位噪声.

纠缠光子源的性能模型与实验实现

量子计算是高性能计算的前沿研究方向,光子物理体系是量子计算的重要实现途径之一。在光量子计算系统中,纠缠光子源用于生成编码量子信息的光子,其性能直接影响量子比特的数量与质量。系统分析了最常用的纠缠光子源技术——基于自发参量下转换的纠缠光子源,研究了基于I型自发参量下转换纠缠多光子源的纯度、亮度的性能模型,推导出由纠缠双光子获得纠缠多光子的关键条件。同时,利用偏硼酸钡晶体器件设计实现了I型自发参量下转换纠缠双光子源,基本验证了上述性能模型。本文模型与实验结果,为在光量子计算系统中实现更多量子比特提供了理论和技术支撑。