日本开发出全球首款通用型光量子计算机，可通过云端使用

IT之家 11 月 9 日消息，日本理化学研究所、东京大学、科学技术振兴机构、NTT、 Fixstars Amplify 等机构和单位昨日宣布开发出了一款新型量子计算机，而且是世界上第一个通用型的光量子计算平台。

据介绍，这种量子计算机使用光作为信息载体，比以往的量子计算机更能胜任高速且大规模的量子计算问题。

此外，它还可以通过互联网从云端访问，它将通过共同研究协议使用，预计将有助于扩大量子计算平台在日本的使用，发展日本国内的量子产业并提高其未来的国际竞争力。

这款光量子计算机是一种使用时分复用技术的测量诱导模拟型量子计算机，以光波的振幅值作为信息的载体，通过将其与时分复用和测量诱导技术相结合，实现大规模且高效的量子计算。在测量诱导法中，首先生成大规模量子纠缠，然后通过测量对其反复进行量子隐形传态，从而实现多步量子操作。

▲ 量子隐形传态

IT之家注：量子隐形传态（Quantum teleportation）又称量子遥传、量子隐形传输、量子隐形传送、量子远距传输或量子远传，是一种利用分散量子纠缠与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，在量子纠缠的帮助下，待传输的量子态如同经历了科幻小说中描写的“超时空传输”，在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。

▲ 光量子计算机光学器件示意图

▲ 时域复用的量子纠缠以及使用它的量子计算

▲ 光参量放大器和可编程逻辑器件

这款光量子计算机是基于云的量子计算机，用户可自行设计一个量子电路并将其发送到云端，然后藉由云端将其量子电路转换为实际机器参数并发送给光量子计算机，最后用户仍将通过云接收执行结果。

▲ 云系统配置

据介绍，该光量子计算机能够对连续变量进行线性变换，因此适用于连续量的优化问题等应用，通过引入非线性变换功能，它还有望用于神经网络和其他应用。

光量子计算机及其云系统的实现有望极大地推动光量子计算机的发展，并在金融、医学、材料科学、机器学习和优化问题方面的应用案例探索。

研发团队未来还计划解决进一步增加输入量、提高速度、引入非线性运算和探索应用等问题，以使光量子计算机真正实用化，并计划在未来探索支持容错的大规模通用量子计算机。