科技日報記者 張夢然
加拿大Xanadu量子技術公司開發出全球首臺可擴展光量子計算機原型。該公司在最新一期《自然》雜志上發表文章詳細介紹了其設計和構建過程，并展示了該原型機如何能夠靈活擴展至所需規模。這項突破為未來大規模量子計算的發展奠定了重要基礎。
研究人員采用了模塊化設計理念來構建這臺量子計算機。初始階段，他們構建了一個包含少量量子位的基本單元，適用于最基礎的應用場景。隨著需求增長，可以通過添加更多相同類型的單元來擴展計算能力。這些單元通過網絡協同工作，共同構成一臺大型計算機。每個新增的單元或量子服務器機架都會增加整體處理能力。
研究人員指出，數千個這樣的單元可以通過光纖電纜連接，從而創建具有巨大處理能力的大型量子計算機。由于整個系統基于光子技術，因此無需將光子組件與傳統電子組件結合使用。
為了驗證這一理念，研究人員構建了一個由四個服務器機架組成的原型系統。該系統用84個壓縮器，形成了一個擁有12個物理量子位的計算機。其中，第一個機架配置了輸入激光器，而其他三個機架則包含了五個主要子系統：量子位生成源、量子位存儲緩沖區、用于提高質量和產生糾纏態的優化系統、輔助糾纏和聚類的路由系統，以及執行最終計算任務的量子處理單元。特別的是，由于系統完全基于光子技術，所以它能夠在室溫下運行，不需要冷卻設備。
研究人員通過創建一種獨特的糾纏態，測試了系統的性能。實驗結果令人滿意，表明該系統不僅能執行復雜的大型計算任務，而且具備高度的容錯性。該成果不僅展示了量子計算的巨大潛力，還為未來技術發展提供了新的方向和可能性。
總編輯圈點
量子計算時代是否已加快到來的步伐？本文介紹的這一系統，能在室溫下運行，還能解決實驗中的大型計算任務，而且具備了一定的穩定性，這些對于實現真正有用的量子計算至關重要。可以說，這一創新推動了量子計算技術的進步，也為全球科研界提供了一個新的研究平臺。隨著技術進一步成熟，我們有理由相信，未來量子計算機將在解決當前無法攻克的科學難題中扮演關鍵角色。
