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日本開發(fā)出全球首款通用型光量子計(jì)算機(jī),可通過(guò)云端使用

2024/11/9 13:03:18 來(lái)源:IT之家 作者:問(wèn)舟 責(zé)編:問(wèn)舟
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IT之家 11 月 9 日消息,日本理化學(xué)研究所、東京大學(xué)、科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)、NTT、 Fixstars Amplify 等機(jī)構(gòu)和單位昨日宣布開發(fā)出了一款新型量子計(jì)算機(jī),而且是世界上第一個(gè)通用型的光量子計(jì)算平臺(tái)。

據(jù)介紹,這種量子計(jì)算機(jī)使用光作為信息載體,比以往的量子計(jì)算機(jī)更能勝任高速且大規(guī)模的量子計(jì)算問(wèn)題。

此外,它還可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)從云端訪問(wèn),它將通過(guò)共同研究協(xié)議使用,預(yù)計(jì)將有助于擴(kuò)大量子計(jì)算平臺(tái)在日本的使用,發(fā)展日本國(guó)內(nèi)的量子產(chǎn)業(yè)并提高其未來(lái)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

這款光量子計(jì)算機(jī)是一種使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)的測(cè)量誘導(dǎo)模擬型量子計(jì)算機(jī),以光波的振幅值作為信息的載體,通過(guò)將其與時(shí)分復(fù)用和測(cè)量誘導(dǎo)技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模且高效的量子計(jì)算。在測(cè)量誘導(dǎo)法中,首先生成大規(guī)模量子糾纏,然后通過(guò)測(cè)量對(duì)其反復(fù)進(jìn)行量子隱形傳態(tài),從而實(shí)現(xiàn)多步量子操作。

▲ 量子隱形傳態(tài)

IT之家注:量子隱形傳態(tài)(Quantum teleportation)又稱量子遙傳、量子隱形傳輸、量子隱形傳送、量子遠(yuǎn)距傳輸或量子遠(yuǎn)傳,是一種利用分散量子糾纏與一些物理訊息的轉(zhuǎn)換來(lái)傳送量子態(tài)至任意距離的位置的技術(shù)。它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息,在量子糾纏的幫助下,待傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同經(jīng)歷了科幻小說(shuō)中描寫的“超時(shí)空傳輸”,在一個(gè)地方神秘地消失,不需要任何載體的攜帶,又在另一個(gè)地方神秘地出現(xiàn)。

▲ 光量子計(jì)算機(jī)光學(xué)器件示意圖

▲ 時(shí)域復(fù)用的量子糾纏以及使用它的量子計(jì)算

▲ 光參量放大器和可編程邏輯器件

這款光量子計(jì)算機(jī)是基于云的量子計(jì)算機(jī),用戶可自行設(shè)計(jì)一個(gè)量子電路并將其發(fā)送到云端,然后藉由云端將其量子電路轉(zhuǎn)換為實(shí)際機(jī)器參數(shù)并發(fā)送給光量子計(jì)算機(jī),最后用戶仍將通過(guò)云接收?qǐng)?zhí)行結(jié)果。

▲ 云系統(tǒng)配置

據(jù)介紹,該光量子計(jì)算機(jī)能夠?qū)B續(xù)變量進(jìn)行線性變換,因此適用于連續(xù)量的優(yōu)化問(wèn)題等應(yīng)用,通過(guò)引入非線性變換功能,它還有望用于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他應(yīng)用。

光量子計(jì)算機(jī)及其云系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有望極大地推動(dòng)光量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展,并在金融、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化問(wèn)題方面的應(yīng)用案例探索。

研發(fā)團(tuán)隊(duì)未來(lái)還計(jì)劃解決進(jìn)一步增加輸入量、提高速度、引入非線性運(yùn)算和探索應(yīng)用等問(wèn)題,以使光量子計(jì)算機(jī)真正實(shí)用化,并計(jì)劃在未來(lái)探索支持容錯(cuò)的大規(guī)模通用量子計(jì)算機(jī)。

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