我国成功研制世界上规模Z大光量子芯片

据报道，中国科研人员已经研发出了世界上规模大的光量子芯片，并成功进行了模拟量子计算演示。这样成果来自上海交通大学的金贤敏团队，他们借助“飞秒激光直写”技术，造出了节点数49×49的光量子计算芯片，并演示了模拟量子计算的一种算法内核“量子随机行走”。

金贤敏指出说，当这种量子演化体系足够大、可灵活设计其结构时，就能实现多种算法和计算任务，表现远优于传统硅芯片计算机。

目前各大科技公司、科研机构都在抓紧量子计算方面的研究和探索，通用量子计算也不断取得新的突破，IBM、Google、In、USTC、阿里巴巴等在量子比特记录上你追我赶，但因为互连、精度、纠错等方面的局限，通用量子计算依然任重而道远。

模拟量子计算则可以直接构建量子系统，不需要复杂的量子纠错，达到一定规模后壳直接用于新物理的探索、特定问题的解决，算力远超传统计算机。金贤敏系上海交大物理与天文系特别研究员，博士生导师，长期致力于光子芯片、量子存储、量子信息等方面的研究，2013年起在上交大组建光子集成与量子信息实验室，陆续取得了一系列有重要影响力的研究成果。

所谓量子芯片就是将量子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。借鉴于传统计算机的发展历程，量子计算机的研究在克服瓶颈技术之后，要想实现商品化和产业升级，需要走集成化的道路。目前，超导系统、半导体量子点系统、微纳光子学系统、甚至是原子和离子系统，都想走芯片化的道路。从目前的发展看，超导量子芯片系统从技术上走在了其它物理系统的前面；传统的半导体量子点系统也是目前人们努力探索的目标，因为毕竟传统的半导体工业发展已经很成熟，如半导体量子芯片在退相干时间和操控精度上一旦突破容错量子计算的阈值，有望集成传统半导体工业的现有成果，大大节省开发成本。

量子通信与普通老百姓的生活有关吗？专家介绍说，中国力争到2030年左右建成化的广域量子保密通信网络，并在此基础上，构建信息充分安全的“量子互联网”。开始可能国防安全用得比较多，如果这个秘钥好用的话，马上紧接而来的可能是金融领域，因为他们有一些保密性特别强的数据，需要这个技术。当然再过几年成本低下来之后，每个老百姓的、银行账号里也可以用这种方法来进行保密。

甚至给出了一个量子通信技术普及的时间表：5年左右很多机要部门开始用，10年左右金融业、银行等大机构开始使用，15年的时间或许走进千家万户。届时，每个人的家里只要装上一个量子加密芯片，那么，银行转款、电子账户等涉密操作，都不用担心被盗用或者攻击。

“量子芯片”是未来量子计算机的“大脑”。 2016年2月，杂志《物理评论快报》发表了中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室郭国平研究组在量子芯片开发领域的一项重要进展。该成果由郭国平研究组及合作者完成，在砷化镓半导体量子芯片中成功实现了量子相干特性好、操控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特。研究组利用半导体量子点的多电子态轨道的非对称特性，在砷化镓半导体系统中实现了轨道杂化的新型量子比特，巧妙地将电荷量子比特超快特性与自旋量子比特的长相干特性融为一体，实现了“鱼”和“熊掌”的兼得。实验结果表明，该新型量子比特在超快操控速度方面与电荷量子比特类似，而其量子相干性方面，却比一般电荷编码量子比特提高近十倍。同时，该新型多电子轨道杂化实现量子比特编码和调控的方式具有很强的通用性，对探索半导体中极性声子和压电效应对量子相干特性的影响提供了新思路。

也许就在不远的将来，量子通信技术将如同、电脑一般，走入寻常百姓家。