光量子计算机——未来计算机的发展方向

  光量子计算机是计算机的一种新型形式。它不是用微小的晶体管进行逻辑运算和储存数据,而是使用可以进行光学运算的量子光学系统。澳大利亚国立大学和牛津大学科学家联合发表在《自然》网络版上发表的最新论文上预测,未来10年光量子计算机有望取代2015年以来风头稍减的量子计算机。

  光量子计算机主要利用由光子产生的量子态来处理信息,光量子计算机在原理上与光传输、激光、量子光学相关。不像拥有1和0两个状态的传统二进制逻辑的计算机,光量子计算机采用的是量子位(qubits),在其上可以构建基本逻辑门,通过这些门的透镜就能操作两个或多个键。同时,光量子比传统电路快得多,这意味着将来它不仅可以带来更快的上网速度,还能大大加速能源产业、医疗诊断、新的物质科学发现等领域的发展。

  不过,光量子计算机还需要解决一系列问题。干扰和光损失是当前光量子计算机所面临的最大的两个问题。一旦被测量,量子态就会修改,使通信变得不可靠。为了解决这个问题,科学家们正在研发一种称为量子重复器的装置,以便分布式量子计算机能够相互连接。

  在当下各国都在加快推进量子技术的研发与应用,光量子计算机正是各国寻求在未来计算领域主导权的关键,因此,光量子计算机的研究将会成为国家级科研重点之一。

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