[科技日报]我国光量子芯片技术从跟跑转向并跑
摩尔定律提出后的半个多世纪 , 日趋走向瓶颈的集成技术加上更高算力的巨大需求 , 一再将它推向终结 。
电子芯片的集成度已经到几个纳米级了 , 如果再到原子级就走到极限了 , 到那时 , 线路间的电子会互相干涉而不能正常工作 , 甚至散热都将面临极大挑战 , 但人类的计算能力不能停止 。 上海交通大学物理与天文学院教授金贤敏正用光量子芯片 , 试探量子计算的边界 。
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近年来 , 他针对量子信息技术的特点进一步发展了飞秒激光直写技术 , 制备出世界最大规模的三维集成光量子芯片 , 并演示了首个真正空间二维的随机行走量子计算 。 同时 , 他在此芯片中构建了大规模六方粘合树 , 并通过这种高可扩展性结构演示了量子快速到达算法内核 , 相比经典情形最优效率提高10倍 。
芯片化、集成化成量子信息技术热点
[科技日报]我国光量子芯片技术从跟跑转向并跑。 闪烁的激光不断将光束投射在一张透明基片上 , 很快 , 一个刻有4800个光子回路的波导阵列 , 以肉眼看不到的精度成型 。 不久的将来 , 这种光量子芯片将载着一个或多个光子 , 在数万个波导中奔跑 , 去证明量子计算的潜力和能量 。
在上海交通大学光子集成与量子信息实验室 , 金贤敏正带着学生制备量子光学集成芯片 。
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两年来 , 他在南京大学陆延青教授领衔的国家重点研发计划人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片项目中 , 承担光量子芯片等领域的研究 。
[科技日报]我国光量子芯片技术从跟跑转向并跑。 金贤敏介绍 , 光量子芯片的研究从2008年左右在全球兴起 。 目前 , 芯片化、集成化已经成为量子信息技术迈向实用化的研究热点和战略方向 , 牛津大学、布里斯托大学、罗马大学、麻省理工学院等名校已经开始在光量子芯片和量子计算等领域发力 。
不过 , 2014年金贤敏回国时 , 国内的相关研究刚起步 。 金贤敏整整想了一年多 , 最终确定基于飞秒激光直写的三维集成光量子芯片的研发 , 来解决量子系统的物理可扩展性瓶颈;同时 , 拓展由空到海的量子通信和量子探测的探索 , 发展可在室温下运行的宽带量子存储技术 。
不发表论文 , 沉寂4年攻克关键技术
目前 , 国际上有关光量子芯片的制备工艺涉及飞秒激光直写、离子交换、UV激光直写以及硅基工艺等加工方式 。
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