日本開發出全球首款通用型光量子計算機，可透過雲端使用

IT之家 11 月 9 日訊息，日本理化學研究所、東京大學、科學技術振興機構、NTT、 Fixstars Amplify 等機構和單位昨日宣佈開發出了一款新型量子計算機，而且是世界上第一個通用型的光量子計算平臺。

據介紹，這種量子計算機使用光作為資訊載體，比以往的量子計算機更能勝任高速且大規模的量子計算問題。

此外，它還可以透過網際網路從雲端訪問，它將透過共同研究協議使用，預計將有助於擴大量子計算平臺在日本的使用，發展日本國內的量子產業並提高其未來的國際競爭力。

這款光量子計算機是一種使用分時多工技術的測量誘導模擬型量子計算機，以光波的振幅值作為資訊的載體，透過將其與分時多工和測量誘導技術相結合，實現大規模且高效的量子計算。在測量誘導法中，首先生成大規模量子糾纏，然後透過測量對其反覆進行量子隱形傳態，從而實現多步量子操作。

▲ 量子隱形傳態

IT之家注：量子隱形傳態（Quantum teleportation）又稱量子遙傳、量子隱形傳輸、量子隱形傳送、量子遠距傳輸或量子遠傳，是一種利用分散量子糾纏與一些物理訊息的轉換來傳送量子態至任意距離的位置的技術。它傳輸的不再是經典資訊而是量子態攜帶的量子資訊，在量子糾纏的幫助下，待傳輸的量子態如同經歷了科幻小說中描寫的“超時空傳輸”，在一個地方神秘地消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方神秘地出現。

▲ 光量子計算機光學器件示意圖

▲ 時域複用的量子糾纏以及使用它的量子計算

▲ 光參量放大器和可程式設計邏輯器件

這款光量子計算機是基於雲的量子計算機，使用者可自行設計一個量子電路並將其傳送到雲端，然後藉由雲端將其量子電路轉換為實際機器引數併傳送給光量子計算機，最後使用者仍將透過雲接收執行結果。

▲ 雲系統配置

據介紹，該光量子計算機能夠對連續變數進行線性變換，因此適用於連續量的最佳化問題等應用，透過引入非線性變換功能，它還有望用於神經網路和其他應用。

光量子計算機及其雲系統的實現有望極大地推動光量子計算機的發展，並在金融、醫學、材料科學、機器學習和最佳化問題方面的應用案例探索。

研發團隊未來還計劃解決進一步增加輸入量、提高速度、引入非線性運算和探索應用等問題，以使光量子計算機真正實用化，並計劃在未來探索支援容錯的大規模通用量子計算機。