量子設(shè)備可以被集成到筆記本電腦和移動電話中，這在一定程度上要?dú)w功于被稱為量子光學(xué)微梳（micro-combs）的小型設(shè)備。量子光學(xué)微梳是一種能產(chǎn)生等間距非常精確的光頻率設(shè)備，有點(diǎn)像梳子的齒。它們可以實(shí)現(xiàn)超快處理，可以成為量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分。

Swinburne的微光電子中心(CMP)主任David Moss教授在一篇關(guān)于這些設(shè)備發(fā)展的綜述文章中描述了在使這些設(shè)備更小、更便攜、可以包含在芯片上方面所取得的進(jìn)展。

博科園-科學(xué)科普：David Moss教授表示這些設(shè)備將使在芯片上產(chǎn)生糾纏光子技術(shù)達(dá)到前所未有的先進(jìn)水平。在我看來，這是一項(xiàng)重大突破，將極大地加速實(shí)現(xiàn)所謂‘量子至上’的追求。所謂‘量子至上’是指具有傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)功能的量子設(shè)備。量子科學(xué)和技術(shù)面臨的一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是開發(fā)可精確控制的實(shí)際大規(guī)模系統(tǒng)。量子光學(xué)微梳為量子信號和信息處理提供了一個(gè)獨(dú)特、實(shí)用的和可伸縮的框架，幫助破解密碼，實(shí)現(xiàn)超安全的通信，大大推進(jìn)量子計(jì)算。

量子光學(xué)微梳在經(jīng)典計(jì)算機(jī)比特(QuDit)的光子量子版本中已經(jīng)達(dá)到了創(chuàng)紀(jì)錄的復(fù)雜性和復(fù)雜性。量子比特可以在計(jì)算機(jī)芯片的微小空間中生成和控制。這些突破表明，緊湊、高度復(fù)雜的量子可以存在于大型實(shí)驗(yàn)室之外，這為最終量子設(shè)備可以用于筆記本電腦和移動電話打開了可能性之門，讓強(qiáng)大的光學(xué)量子計(jì)算機(jī)在日常使用方面的前景比以往任何時(shí)候都更加接近。

量子科學(xué)技術(shù)面臨一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、精確可控、實(shí)用的系統(tǒng)，用于非經(jīng)典安全通信、計(jì)量以及最終有意義的量子模擬和計(jì)算。光學(xué)頻率梳是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一種強(qiáng)有力方法，因?yàn)樗鼈兲峁┝舜罅康臅r(shí)間和頻率模式，可以產(chǎn)生大規(guī)模的量子系統(tǒng)。量子光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生和控制將為量子信號和信息處理提供一個(gè)獨(dú)特、實(shí)用和可伸縮的框架。光子集成和光纖通信組件的使用如何使量子態(tài)控制具有新功能，產(chǎn)生前所未有的能力。

博科園-科學(xué)科普｜研究/來自:?斯威本科技大學(xué)

參考期刊文獻(xiàn):《Nature Photonics》

DOI: 10.1038/s41566-019-0363-0

博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美