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Nat. Photonics：在光子芯片上实现了可扩展的量子模拟！
光子盒研究院
虽然现在许多复杂模拟问题对于经典计算机来说太过繁琐/完全不可能处理，但基于光子学的量子计算系统可能将提供一个解决方案。
近日，来自罗切斯特大学哈吉姆工程与应用科学学院的一个研究小组开发了一个新的芯片级光量子模拟系统，可以帮助使解决复杂的模拟问题变得可行。6月22日，由电子和计算机工程及光学教授林强领导的团队在《自然·光子学》上发表了他们的研究成果。
该装置结合了单片纳米光子结构的简单性、量子相关合成空间的高维性和片上相干控制，为在时频域实现大规模模拟量子模拟和计算开辟了一条芯片级的途径。
具体来说，林强的团队在一个模拟物理世界的合成空间中进行了模拟，随着时间的流逝可以控制量子纠缠光子的频率或颜色。这种方法不同于传统的基于光子的计算方法：在这种方法中，光子的路径被控制，也大大减少了物理足迹和资源的需求。
“我们第一次能够生产出了量子相关的合成晶体，”林强教授表示：“我们的方法大大扩展了合成空间的尺寸，使我们能够对几个量子尺度的现象进行模拟，例如量子纠缠光子的随机行走。”
研究人员认为，这个系统可以作为未来更复杂的模拟的基础。
“虽然被模拟的系统已被充分理解，但这一原则性证明实验展示了这种新方法的力量，可以扩展到更复杂的模拟和计算任务，我们对未来的研究非常兴奋。”
参考链接：[1]https://www.nature.com/articles/s41566-023-01236-7[2]https://phys.org/news/2023-06-scientists-edge-scalable-quantum-simulations.html[3]https://www.rochester.edu/newscenter/scientists-edge-toward-scalable-quantum-simulations-on-photonic-chip-563062/