¿Cuál es la importancia de largo alcance de la investigación y el desarrollo de chips cuánticos en China?

Es de gran importancia para el desarrollo de futuras computadoras cuánticas analógicas. La investigación y el desarrollo de chips cuánticos ópticos aún se encuentran en sus primeras etapas, y aún se requiere mucha investigación sobre diversos indicadores como pérdida, precisión y controlabilidad, materiales, procesos y arquitecturas de chips híbridos, así como la integración con la computación cuántica. comunicaciones cuánticas y sistemas de medición de precisión cuántica, construir sistemas cuánticos ópticos que alcancen un nuevo nivel de escala y complejidad, y promover la aplicación práctica de la tecnología de la información cuántica.

Al desarrollar fuentes de fotón único de alto brillo y tecnología de imágenes de fotón único de alta resolución espacial-temporal, los investigadores observaron directamente la salida del modo de caminata bidimensional del cuanto de luz. Los experimentos muestran que los paseos cuánticos tienen características de transmisión balística diferentes de los paseos aleatorios clásicos en espacios de evolución uni o bidimensionales. Esta transmisión acelerada es la base para que la caminata cuántica supere a las computadoras tradicionales en muchos algoritmos. Algunas personas señalan que las características transitorias de la red solo se pueden lograr en caminatas cuánticas de más de una dimensión, y que los experimentos previos de caminata cuántica cuasi bidimensional no pueden observar las características de propagación de la red debido al espacio limitado de evolución cuántica. Este estudio observó con éxito por primera vez las características de una red transitoria en un experimento, verificando aún más las características bidimensionales de la marcha cuántica.

El desarrollo de chips cuánticos semiconductores totalmente controlados electrónicamente que sean compatibles con los procesos semiconductores modernos es una de las direcciones importantes en la investigación actual en computación cuántica. El grupo de investigación del profesor Guo en el equipo de Guo Guangcan ha estado comprometido durante mucho tiempo con la investigación y el desarrollo de chips cuánticos semiconductores. En los últimos años, se han logrado los logros de las puertas lógicas universales de qubit de carga única de semiconductores y las puertas no lógicas controladas por qubit de doble carga.

El llamado chip cuántico consiste en integrar circuitos cuánticos en un sustrato y luego llevar a cabo la función de procesamiento de información cuántica. Basándose en el desarrollo de las computadoras tradicionales, después de superar los obstáculos técnicos, la investigación en computación cuántica debe tomar el camino de la integración para lograr la comercialización y la modernización industrial. En la actualidad, los sistemas superconductores, los sistemas semiconductores de puntos cuánticos, los sistemas micronanofotónicos e incluso los sistemas de iones atómicos quieren tomar la ruta de los chips. A juzgar por el desarrollo actual, los sistemas de chips cuánticos superconductores están técnicamente por delante de otros sistemas físicos; los sistemas de puntos cuánticos semiconductores tradicionales también son el objetivo de los esfuerzos actuales, porque después de todo, el desarrollo de la industria de semiconductores tradicional ya está muy maduro. Por ejemplo, una vez que un chip cuántico semiconductor supere el umbral de la computación cuántica tolerante a fallas en términos de tiempo de decoherencia y precisión de control, se espera que integre los logros existentes en la industria tradicional de semiconductores y ahorre en gran medida los costos de desarrollo.