光子作为量子比特的芯片技术获得突破

丹麦哥本哈根大学（University of Copenhagen）的研究团队宣布，他们研发了一种使用光子作为量子比特的量子计算机芯片技术，只要有资金，就能造出实际可用的量子模拟器。

丹麦哥本哈根尼尔斯-波尔研究所的研究团队。（Niels Bohr Institute）

去年，谷歌公司高调宣布实现了“量子至上”技术。他们使用的是超导体作为量子比特。这份12月9日发表在《科学进展》（Science Advances）期刊上的研究使用的是光子。研究称，这是量子计算机研究领域的又一个“重要突破”。

具体来说，研究称开发了一个不到人类头发十分之一大小的纳米芯片，能够产生足够数量的、承载着量子信息的光子，只要扩大到一定规模，即可以完成计算机任务，当然速度将超过任何现代的计算机。这些光子就是量子比特，是构建计算机的基础单元。

造出能够完成实际计算任务的量子芯片实验，是目前量子计算机开发机构都在争取的一个里程碑，研究人员将其名为实现了“量子至上”状态——就是展示量子计算机设备能够以比现有任何计算机更快地解决实际应用问题。

主要研究者乌普（Ravitej Uppu）说，要完成一个展示实验，大约需要50个量子比特和复杂的设备准备，大约需要1000万欧元资金。这远远超过他们研究机构的资金能力范围。谷歌公司投入了很多资金，才完成那个实验。

另一位主要研究作者洛达尔（Peter Lodahl）说，他们还可以利用这项先进的技术帮助解决生化研究领域复杂的计算问题，比如用于研发新药等。“在大学研究机构，我们能够建立技术基础，但是要投入实际应用、扩大规模看到成果，还需要等待投资。”

量子比特的不同类型

世界上很多机构在研发的量子计算机，选择作为量子比特的材料有好几类，有的用原子，有的用电子，还有的用光子。每种技术各有优缺点，目前还不明朗哪种技术将成为将来量子计算机的主流。

就这份研究使用的光子量子比特而言，其主要优势在于，现在电信行业已经有很多先进的光子芯片，所以只要研究完成基本的量子比特单元，技术上扩大规模造出可用的芯片并不难。

光子作为量子比特的难点在于达到足够的高质量标准。这份研究称，这正是他们获得突破之处。