易胜博官网:映射和实现光量子计算功能的一种新型量子计算技术

根据研究团队的说法，图论是数学和计算机科学的一个重要分支，可以用来描述被研究对象之间的复杂关系。图论还为描述和表征量子态、量子器件和量子系统提供了强大的数学工具，如纠缠态是一般量子计算的重要资源态，量子行走可以模拟图网络结构研究量子网络等。图论“光量子计算芯片”是以数学图论为理论框架，在芯片上描述、映射和实现光量子计算功能的一种新型量子计算技术。

经过6年的共同研究，北京大学课题组和合作者开发了基于互补金属氧化物半导体工艺的晶圆级大规模集成硅基光量子芯片制备技术和量子调控方法，易胜博官网2500个元件的超大规模光量子芯片，实现了基于图论的光量子计算和信息处理功能。这种光学量子芯片可以与复数图完全一一对应，图的边对应相关联的光子对源，顶点对应光子源到探测器的路径，芯片输出的多光子计数对应完美匹配的图。通过对光学量子芯片编程，可以任意重构八顶点无向复杂图，并执行与图对应的量子信息处理和量子计算任务。

量子纠缠是研究量子基础物理和量子计算前沿应用的核心资源。然而，如何在芯片上制备多光子和高维量子纠缠态一直存在许多理论和实验挑战。研究团队首次利用光学量子芯片实现了多光子和高维量子纠缠态的制备、操纵、测量和纠缠验证，验证了四光子三维GHZ真纠缠。在图论的统一架构下，单片机编程实现了多种重要的量子纠缠态。多光子高维纠缠可以为高维通用量子计算提供关键的资源状态。据介绍，基于图论的可编程玻色子采样专用量子计算芯片有望为化学分子模拟、图优化解决方案、量子辅助机器学习等提供有效解决方案。