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當(dāng)前滾動(dòng):研究人員率先在光子芯片上實(shí)現(xiàn)量子模擬

2023-07-02 11:46:39 來源：cnBeta

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科學(xué)家們朝著開發(fā)足以在量子水平上模擬復(fù)雜自然現(xiàn)象的先進(jìn)計(jì)算機(jī)邁出了重要一步。雖然這些類型的模擬對于經(jīng)典計(jì)算機(jī)來說過于繁瑣或完全不可能處理，但基于光子學(xué)的量子計(jì)算系統(tǒng)可以提供一個(gè)解決方案。

羅切斯特大學(xué)的研究人員開發(fā)的一個(gè)新系統(tǒng)使他們能夠在一個(gè)模擬物理世界的合成空間中進(jìn)行量子模擬，通過控制量子糾纏光子的頻率，或顏色，隨著時(shí)間的推移。資料來源：羅切斯特大學(xué)圖片/Michael Osadciw

來自羅切斯特大學(xué)哈吉姆工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的一個(gè)研究小組開發(fā)了一個(gè)新的芯片級(jí)光量子模擬系統(tǒng)，可以幫助使這種系統(tǒng)變得可行。由電子和計(jì)算機(jī)工程及光學(xué)教授林強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)團(tuán)隊(duì)于6月22日在《自然-光子學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。

林強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)在一個(gè)模擬物理世界的合成空間中進(jìn)行了模擬，通過控制量子糾纏光子的頻率或顏色，隨著時(shí)間的流逝。這種方法不同于傳統(tǒng)的基于光子的計(jì)算方法，在這種方法中，光子的路徑被控制，也大大減少了物理足跡和資源需求。

"我們第一次能夠生產(chǎn)出量子相關(guān)的合成晶體，"林說。"新方法大大擴(kuò)展了合成空間的尺寸，使我們能夠?qū)讉€(gè)量子尺度的現(xiàn)象進(jìn)行模擬，如量子糾纏光子的隨機(jī)行走。"

研究人員介紹說，這個(gè)系統(tǒng)可以作為未來更復(fù)雜的模擬的基礎(chǔ)。

"雖然被模擬的系統(tǒng)已被充分理解，但這個(gè)原則性證明實(shí)驗(yàn)顯示了這種新方法的力量，可以擴(kuò)展到更復(fù)雜的模擬和計(jì)算任務(wù)，這是我們在未來非常興奮的研究內(nèi)容，"該研究的主要作者Usman Javid"23博士（光學(xué)）說。

林強(qiáng)小組的其他共同作者包括雷蒙德-洛佩斯-里奧斯、凌敬偉、奧斯汀-格拉夫和杰里米-斯塔法。

該項(xiàng)目得到了美國國家科學(xué)基金會(huì)、國防威脅減少局的化學(xué)和生物防御聯(lián)合科技辦公室以及國防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助。

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