全球首創(chuàng)！香港理工大學(xué)研發(fā)16位量子比特半導(dǎo)體微型處理器芯片

近日，香港理工大學(xué)(簡(jiǎn)稱理大)宣布了一項(xiàng)重大科研突破：該校研究團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出全球首創(chuàng)的16位量子比特半導(dǎo)體微型處理器芯片，為量子計(jì)算領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的進(jìn)展。

理大的研究團(tuán)隊(duì)在量子工程領(lǐng)域取得了重大突破，他們通過(guò)精心設(shè)計(jì)基于量子疊加與量子糾纏的模擬方案，成功克服了傳統(tǒng)超級(jí)電腦在模擬復(fù)雜分子振動(dòng)譜方面的難題。該16位量子比特半導(dǎo)體微型處理器芯片在單個(gè)芯片上實(shí)現(xiàn)了制造和集成，其強(qiáng)大的功能得到了充分展示。團(tuán)隊(duì)利用線性光子網(wǎng)絡(luò)和壓縮真空量子光源，實(shí)現(xiàn)了對(duì)分子振動(dòng)譜的高效模擬，為量子化學(xué)問(wèn)題的解決創(chuàng)造了條件。

這項(xiàng)研究成果已在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然通訊》(Nature Communications)上發(fā)表，題為“基于壓縮真空態(tài)制備的大尺度光子網(wǎng)絡(luò)用于分子振動(dòng)譜模擬”。該論文的第一作者為理大電機(jī)及電子工程學(xué)系的博士后研究員朱慧慧博士，通訊作者為量子工程與科學(xué)講座教授、量子技術(shù)研究院院長(zhǎng)劉愛(ài)群教授。

朱慧慧博士表示：“我們的方法可以突破傳統(tǒng)限制，實(shí)現(xiàn)早期的實(shí)用分子模擬，有望在相關(guān)的量子化學(xué)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)量子加速。”她進(jìn)一步解釋，量子微型處理器芯片的應(yīng)用潛力巨大，可用于處理復(fù)雜任務(wù)，如更加快捷、準(zhǔn)確地模擬大型蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或優(yōu)化分子反應(yīng)。這一技術(shù)將為藥物研發(fā)、材料科學(xué)等領(lǐng)域帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。

劉愛(ài)群教授則指出：“我們的研究為解決實(shí)際的量子模擬技術(shù)開(kāi)辟了新途徑。下一步，我們將擴(kuò)大微型處理器的規(guī)模，以應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的應(yīng)用，造福社會(huì)?！彼麖?qiáng)調(diào)，理大研究團(tuán)隊(duì)的成功不僅在于技術(shù)上的突破，更在于為量子計(jì)算應(yīng)用的發(fā)展提供了新的思路和方向。

此外，理大的研究團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一套完整的系統(tǒng)，包括用于量子光子微型處理器芯片與控制模組的光電熱封裝、驅(qū)動(dòng)軟件及用戶界面，以及可程式化的底層量子算法。這些技術(shù)的集成使得量子計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)用更加便捷和高效。