NTT团队完成光量子电脑关键技术 2022年将制造实机

日本NTT电信集团、东京大学，以及日本国立理化学研究所（RIKEN）合作研发的下一代光学量子电脑，宣布完成关键技术研发，目标是2030年完成此一量子电脑的实体制作。

日经新闻（Nikkei）、Mynavi等报导，NTT、东京大学、理化学研究所表示，日本官民合作研发的下一代光学量子电脑研发，已发展出光纤偶和量子光源（optical fiber-coupled quantum light source），也就是挤压光源（squeezed light source）的技术，这项关键技术有助于实现大规模容错通用型光学量子电脑（fault-tolerant large-scale universal optical quantum computer）。

研究团队已研发出可高速且稳定地发射出挤压光源的装置，再输送到光纤后，执行量子运算。在发表成果的记者会上，研究团队强调，挤压光源的光学量子电脑，与其他技术的量子电脑相比，在性能上有飞跃性的进展，将形成典范转移（Paradigm Shift）。

目前全球有多家公司与机构，使用不同的取径研发量子电脑。目前使用超导电路，可达到100个以上的物理量子位的量子运算，但实现通用型量子电脑，必须达到100万量子位。

光学量子电脑则采用完全不同的方式，不需要超导量子电脑或硅基量子电脑使用的低温设备，也不需要离子井量子电脑所使用的真空设备，不但可节省硬件空间，还能达成压到性的大规模通用型量子运算。

这种以光子为基础的方法利用了光的量子属性，也就是用压缩光来产生量子纠缠，原先是预估至少需要达到超过65%的压缩等级，才能产生出可用于大型运算的量子属性，而这群研究人员在实验当中成功地达到了75%的压缩等级，让量子系统的边带频率超过6THz，如此一来便可充分利用光在量子运算上的优势，而不会将带宽降到无法使用的范围。

不过这种技术操作上相当困难，尤其挤压光源容易耗损劣化。研发团队透过装通讯装置装配技术，完成低耗损的光纤接续型模块，使光源稳定而无须维修，使技术具备了实用化的可能性。

目前主要的量子电脑类型，是Google、IBM等发展的超导量子电脑，相较之下，挤压光源的量子电脑运作成本可大幅降低，且与光纤通讯有技术上的亲和性。NTT将已在通讯技术中累积的光学技术与相关装置的研制技术，持续投入量子运算领域。

研究团队预计将从2022年度（2022/4~2023/3）起，依照这项关键技术开始制作量子电脑，目标2030年完成。从研发到最后完成，都会获得日本政府的支持约2,000亿日圆（18亿美元）。

责任编辑：朱原弘