最新研究报告：中国研发祖冲三号 Zuchongzhi-3 105 量子计算原型机快过 Google

中国与美国在量子电脑赛道 的竞争当中再度取得领先，据报导，北京大学、南方科技大学和中国科学技术大学的研究团队近日在量子电脑领域中获得突破，他们发现利用控制光的超表面 (Metasurface) 平面结构，可更紧凑地生成和操纵光子纠缠，开启了量子网路发展的新通道。

新型态量子资讯处理

量子资讯处理需要依赖多个光子纠缠来处理大量资料，有效地产生这些光子仍然是重大挑战，传统方式要使用量子非线性光学过程，该过程难以缩放大量光子，如果使用线性分束和量子干涉，需要复杂精密的设置并容易产生损耗和串扰。

研究员发现新的方法，他们采用的工作原理是从不同角度将多个光子引导到专门设计的梯度超表面，以超表面操纵这些光子，让它们以量子方式干涉产生纠缠光子态，此技术不仅可以产生各种纠缠态，还可以将多个纠缠光子融合成更大更复杂的群组，因此可在更小的空间中编码更多的量子讯息，从而有可能推进加速量子计算和通讯技术。

Multiphoton Path-Polarization Entanglement Through A Single Gradient Metasurface (注) 的作者 Ying Gu 教授将这种新的方法称为量子资讯处理的新视角，他表示「这就像在迷宫中找到捷径，可以使用单一超表面来完成这项工作，而不是试图操纵复杂的光学设定。」创造和操控光子纠缠的过程变得更加简单，适合创造可安装在晶片上的微型量子设备，使其成为未来量子计算和通讯应用的绝佳解决方案。

透过新方法，许多量子电脑的应用场景有可能更容易实现；超表面可用于产生纠缠光子并将其传递给多个用户，进而促进量子网路的建造。此外，超表面可作为处理更多光子的构建块，有可能促进小型量子笔记型电脑的发展。

祖冲三号打破 Google 量子电脑运算纪录

Google 曾于 2019 年时宣称在量子电脑计算领域取得领先，以 200 秒的速度处理随机任务，但随即被中国科大于 2023 年时以更快速的十五秒运算时间超越 Google 的纪录。

由中国团队研发的祖冲三号量子计算原型机 (Zuchongzhi-3 – 105 Qubit machine) 据称速度超越 Google 于去年十月时公开发表的六个数量层级，打破了量子随机线路取样的速度。

注：Multiphoton Path-Polarization Entanglement Through A Single Gradient Metasurface (透过单一梯度超表面的多光子路径偏振纠缠) 研究论文的共同作者为 Qi Liu、Xuan Liu、Yu Tian、Zhaohua Tian、Guuixin Li、Xi-Feng Ren、QiHuang Kong 和 Ying Gu 。

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