入局光量子計算:日本研究團隊開發(fā)出高性能“壓縮光”源

北京時間12月23日消息(余予)本周三,一個日本科學家團隊宣布其在開發(fā)使用光子或光粒子的量子計算機上取得關鍵進展,這種計算機不再需要用于冷卻現有機器的超低溫環(huán)境。

包括日本電報電話(NTT)公司、東京大學和日本理研研究所在內的研究團隊開發(fā)了一種高性能的“壓縮光”源,用于光量子計算的信息傳輸。

他們的目標是在2030年之前利用這項技術開發(fā)出強大的量子計算機。

公私學術界的努力標志著日本在這一領域邁出了重要一步,預計這一領域將對未來幾年眾多行業(yè)的競爭起到至關重要的作用。作為2000億日元(17.6億美元)計劃的一部分,政府為該項目提供了資金。

由于谷歌和IBM等科技巨頭,該領域在很大程度上由美國主導。

研究團隊看到了與競爭技術相比性能大幅提升的潛力。“這是一種范式轉變,”東京大學工程學院教授、項目經理AkiraFurusawa表示。

光學計算機可以在室溫下運行,而無需像其他超導量子計算機一樣需要昂貴的冷卻設備。

NTT在日本提供光纖互聯網服務并繼續(xù)研究光學技術,利用其在該領域的經驗和專業(yè)知識進行該項目。

包括NTT在內的研究團隊開發(fā)了一種光量子計算所必需的高性能的“壓縮光”源。(攝影:Daiki Hiraoka)

量子計算機可以處理傳統系統無法處理的計算。谷歌在2019年宣布,它在短短3分鐘內完成了一項需要最好的經典超級計算機1萬年才能完成的任務,從而實現了“量子霸權”。世界各地的公司和研究機構都加入了這場競賽。

谷歌和IBM正在研究超導量子計算機,這種計算機使用的材料在超低溫下電阻為零。在日本,理研和富士通也在進行相關研究。

這項技術正在進步,IBM上個月宣布其開發(fā)出具有127個量子位的量子處理器處理器“Eagle”,超越了谷歌的53量子位系統。

但是也存在某些障礙,例如布線,這使得提高超導系統的性能變得困難,其他參與者正在尋求其他可能性。

日立公司(Hitachi)正在開發(fā)一種基于硅的量子計算機,這被視為未來大規(guī)模系統開發(fā)的一條有前途的途徑;美國的IonQ在真空室內俘獲離子,并于本月宣布計劃在其系統中使用鋇離子作為量子位。

每種可用的方法都有其優(yōu)點和缺點。光學系統的優(yōu)點包括可擴展性和減少功耗。中國科學技術大學去年表示,它已經通過一臺基于光的計算機實現了量子霸權。

波士頓咨詢集團估計,到2040年,量子計算每年將創(chuàng)造8500億美元的價值。盡管仍然存在許多挑戰(zhàn),例如處理由噪聲引起的錯誤,但在多個方面取得的進展可能會加速量子技術的應用。

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2021-12-23
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