军科院开发新型可编程光量子计算芯片，这芯片在使用上，有何特别之处

在此阶段，量子技术仍然受到诸如量子比特数量少和有效量子运算深度较浅等问题的困扰。在“束缚跳舞”的情况下，如何最大程度地利用量子资源以及设计配备有量子算法的可编程且实用的量子装置一直是该领域迫切期望的事情。我国量子领域专家强晓刚这次的结果是一个具有实际潜力的量子装置。要了解这种可编程的基于硅的光学量子计算芯片，您必须首先了解Quantum Walk，它与经典的随机游走相对应，并且比后者具有更多的可能性。

例如，强晓刚说，经典的随机行走就像醉汉的行走，即不规则行走的路径。具体来说，在经典随机行走中，粒子在离散空间周围随机行走，并且其方向和位移可以针对每个步骤用随机变量标记。因为它是随机的，所以粒子是向左移动还是向左移动在右侧，都有一半的概率。在量子行走过程中，粒子会受到诸如量子叠加和量子干涉之类的特性的影响。因此，在一个时间单位内，粒子有可能向左和向右移动。

在量子世界中，由于粒子遵循诸如量子叠加和量子干涉之类的量子物理学定律，因此粒子每次“行走”时的位移都有更多的可能性。这一功能使量子步态比经典的随机步态快得多，并且在加速模式识别，计算机视觉，网络分析和导航方面具有巨大的潜力。例如，量子行走可用于确定两个图形是否具有相同的结构，并分析图形之间的相似性。以前，一些研究人员使用集成波导阵列来实现多光子量子行走。也有研究实现了量子行走的模拟。但是，许多研究中的量子步态实验受到设备本身的光子电路结构的限制，并且经常有必要对光子电路结构进行动态修改，以观察具有不同参数的量子步态的变化。

除了模拟相关粒子的量子行走动力学外，强晓刚的可编程硅基光学量子芯片还可以完全控制量子行走的所有重要参数，例如哈密顿量，演化时间，粒子全同性和粒子交换对称性。因此，期望在短时间内诞生基于该芯片的用于量子行走的专用计算机。据报道，芯片尺寸为11×3平方毫米。该芯片包含纠缠光子源，可配置的光网络和其他部件。使用片上组件的电气控制，可以控制光量子状态，从而可以对量子信息进行编码，以及映射量子算法。简而言之，该芯片具有集成度高，稳定性高和精度高的优点。

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