科学家们倾向于在光子芯片上进行可扩展的量子模拟

 科学家们在开发足够先进的计算机以模拟量子水平的复杂自然现象方面迈出了重要一步。虽然这些类型的模拟对于经典计算机来说太麻烦或完全无法处理，但基于光子学的量子计算系统可以提供解决方案。

罗切斯特大学的一组研究人员开发了一种新的芯片级光学量子模拟系统，可以帮助使这样的系统可行。该团队由电气和计算机工程师兼光学专家强林领导，在Nature Photonics上发表了这一发现。

这项工作部分是在康奈尔纳米级设施进行的，该设施是国家纳米技术协调基础设施的成员，由美国国家科学基金会支持。NSF还通过两项研究资助支持了这项工作。

Lin的团队在一个合成空间中进行模拟，该空间通过随着时间的推移控制量子纠缠光子的频率或颜色来模拟物理世界。这种方法不同于传统的基于光子学的计算方法，在这种方法中，光子的路径被控制，并大大减少了物理足迹和资源需求。

“我们第一次能够生产出量子相关的合成晶体，”Lin说，“我们的方法显着扩展了合成空间的维度，使我们能够对几种量子尺度现象进行模拟，例如量子纠缠光子的随机游走。

研究人员表示，该系统可以作为未来更复杂的模拟的基础。

“虽然模拟的系统很好理解，但这个原理验证实验证明了这种新方法在扩展到更复杂的模拟和计算任务方面的力量，我们非常兴奋地在未来进行研究，”该研究的第一作者Usman Javid说。

NSF工程理事会项目主任Dominique Dagenais补充说：“可扩展性是量子模拟中的一个关键挑战，这个团队在复杂的量子计算方面取得了非常好的进展。

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