入局光量子计算：日本研究团队开发出高性能“压缩光”源

本周三，一个日本科学家团队宣布其在开发使用光子或光粒子的量子计算机上取得关键进展，这种计算机不再需要用于冷却现有机器的超低温环境。

包括日本电报电话（NTT）公司、东京大学和日本理研研究所在内的研究团队开发了一种高性能的“压缩光”源，用于光量子计算的信息传输。

他们的目标是在2030年之前利用这项技术开发出强大的量子计算机。

公私学术界的努力标志着日本在这一领域迈出了重要一步，预计这一领域将对未来几年众多行业的竞争起到至关重要的作用。作为2000亿日元（17.6亿美元）计划的一部分，政府为该项目提供了资金。

由于Google和IBM等科技巨头，该领域在很大程度上由美国主导。

研究团队看到了与竞争技术相比性能大幅提升的潜力。“这是一种范式转变，”东京大学工程学院教授、项目经理AkiraFurusawa表示。

光学计算机可以在室温下运行，而无需像其他超导量子计算机一样需要昂贵的冷却设备。

NTT在日本提供光纤互联网服务并继续研究光学技术，利用其在该领域的经验和专业知识进行该项目。

包括NTT在内的研究团队开发了一种光量子计算所必需的高性能的“压缩光”源。（摄影：Daiki Hiraoka）

量子计算机可以处理传统系统无法处理的计算。Google在2019年宣布，它在短短3分钟内完成了一项需要最好的经典超级计算机1万年才能完成的任务，从而实现了“量子霸权”。世界各地的公司和研究机构都加入了这场竞赛。

Google和IBM正在研究超导量子计算机，这种计算机使用的材料在超低温下电阻为零。在日本，理研和富士通也在进行相关研究。

这项技术正在进步，IBM上个月宣布其开发出具有127个量子位的量子处理器处理器“Eagle”，超越了Google的53量子位系统。

但是也存在某些障碍，例如布线，这使得提高超导系统的性能变得困难，其他参与者正在寻求其他可能性。

日立公司（Hitachi）正在开发一种基于硅的量子计算机，这被视为未来大规模系统开发的一条有前途的途径；美国的IonQ在真空室内俘获离子，并于本月宣布计划在其系统中使用钡离子作为量子位。

每种可用的方法都有其优点和缺点。光学系统的优点包括可扩展性和减少功耗。中国科学技术大学去年表示，它已经通过一台基于光的计算机实现了量子霸权。

波士顿咨询集团估计，到2040年，量子计算每年将创造8500亿美元的价值。尽管仍然存在许多挑战，例如处理由噪声引起的错误，但在多个方面取得的进展可能会加速量子技术的应用。