揭開中國量子計算機“嬰兒”的神秘面紗
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位于上海的中科院量子信息和量子科技創新研究院的一間實驗室內，三平米的實驗臺上看似毫無章法、密密麻麻地布滿大大小小的鏡片和古怪的器件，一些電線從上方的支架上垂落下來，旁邊的一臺儀器發出單調的“啾啾”聲。
這是近20位科研工作者經過4年多孕育出的中國量子計算機“嬰兒”，它也是世界上首臺超越早期經典計算機的光量子計算機，5月初才在世人面前首次亮相。
量子計算所依據的原理是微觀世界最詭異的量子糾纏現象。對古人來說，現代電子技術如同巫術，而開啟未來科技引擎的量子計算在當今世人眼中又何嘗不是。
制造上帝無法區分的光子
這臺初具雛形的光量子計算機的研制者之一、中國科學技術大學年僅34歲的陸朝陽教授留著寸頭短發，眼鏡片藏不住眼中露出的聰慧，人們稱他是操縱光子的“巫師”。
中國量子計算機發展路線圖。（受訪者供圖）
“世界上找不到兩片一模一樣的樹葉，但我們可以制造出兩個一模一樣的光子，可以開玩笑地說連上帝都無法區分，量子力學中叫做‘全同’。兩個獨立的光子只有一模一樣了，才能讓它們產生量子干涉，進而糾纏，否則兩個光子誰都不理誰。”陸朝陽說。
上帝也無法區分的光子產生于一個單光子源。發出鳴叫聲的是制冷機，為單光子源提供零下269攝氏度的低溫環境。
“我們這里的單光子目前在國際上綜合性能最優，全同性比率達到99.5%，效率比國際上第二名高10倍以上。這是由于我們在2013年創新了一種激發方法，可以大幅度降低噪音。之前國外技術產生的單光子就好像一對玩了泥巴的雙胞胎，你可以通過他們身上的泥巴區分他們，而我們制造出的光子就像把雙胞胎洗得干干凈凈，你就分辨不出他們了。”陸朝陽說。
這些光子在實驗臺上的鏡片間跑來跑去，經過10多個波片，改變了偏振信息后被導入一個關鍵器件——多路分束器，它相當于這臺光量子計算機的CPU。在這里，“巫師們”對光子進行操縱。
那些看似橫七豎八排列的反射鏡、波片、分束器和其他怪異的元器件，其實是“巫師們”獨具匠心地設計、組裝起來的。
“我們設計出的超低損耗量子線路效率達到99%，而國際上其他研究組的量子線路效率只有30%。”陸朝陽說。