發(fā)布時間： 2017-05-13 12:24:14  |  來源： 新華社  |  作者： 喻菲 徐海濤周琳  |  責(zé)任編輯： 王振紅

關(guān)鍵詞： 量子計算機(jī),量子芯片,嬰兒,量子糾纏,量子比特

位于上海的中科院量子信息和量子科技創(chuàng)新研究院的一間實驗室內(nèi)，三平米的實驗臺上看似毫無章法、密密麻麻地布滿大大小小的鏡片和古怪的器件，一些電線從上方的支架上垂落下來，旁邊的一臺儀器發(fā)出單調(diào)的“啾啾”聲。

這是近20位科研工作者經(jīng)過4年多孕育出的中國量子計算機(jī)“嬰兒”，它也是世界上首臺超越早期經(jīng)典計算機(jī)的光量子計算機(jī)，5月初才在世人面前首次亮相。

量子計算所依據(jù)的原理是微觀世界最詭異的量子糾纏現(xiàn)象。對古人來說，現(xiàn)代電子技術(shù)如同巫術(shù)，而開啟未來科技引擎的量子計算在當(dāng)今世人眼中又何嘗不是。

制造上帝無法區(qū)分的光子

這臺初具雛形的光量子計算機(jī)的研制者之一、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)年僅34歲的陸朝陽教授留著寸頭短發(fā)，眼鏡片藏不住眼中露出的聰慧，人們稱他是操縱光子的“巫師”。

　　中國量子計算機(jī)發(fā)展路線圖。（受訪者供圖）

“世界上找不到兩片一模一樣的樹葉，但我們可以制造出兩個一模一樣的光子，可以開玩笑地說連上帝都無法區(qū)分，量子力學(xué)中叫做‘全同’。兩個獨立的光子只有一模一樣了，才能讓它們產(chǎn)生量子干涉，進(jìn)而糾纏，否則兩個光子誰都不理誰。”陸朝陽說。

上帝也無法區(qū)分的光子產(chǎn)生于一個單光子源。發(fā)出鳴叫聲的是制冷機(jī)，為單光子源提供零下269攝氏度的低溫環(huán)境。

“我們這里的單光子目前在國際上綜合性能最優(yōu)，全同性比率達(dá)到99.5%，效率比國際上第二名高10倍以上。這是由于我們在2013年創(chuàng)新了一種激發(fā)方法，可以大幅度降低噪音。之前國外技術(shù)產(chǎn)生的單光子就好像一對玩了泥巴的雙胞胎，你可以通過他們身上的泥巴區(qū)分他們，而我們制造出的光子就像把雙胞胎洗得干干凈凈，你就分辨不出他們了。”陸朝陽說。

這些光子在實驗臺上的鏡片間跑來跑去，經(jīng)過10多個波片，改變了偏振信息后被導(dǎo)入一個關(guān)鍵器件——多路分束器，它相當(dāng)于這臺光量子計算機(jī)的CPU。在這里，“巫師們”對光子進(jìn)行操縱。

那些看似橫七豎八排列的反射鏡、波片、分束器和其他怪異的元器件，其實是“巫師們”獨具匠心地設(shè)計、組裝起來的。

“我們設(shè)計出的超低損耗量子線路效率達(dá)到99%，而國際上其他研究組的量子線路效率只有30%。”陸朝陽說。