香港理大成功研发16位量子比特半导体微型处理器

据香港理工大学官网消息，近日，香港理工大学（理大）的研究团队成功研发出世界首创的16位量子比特半导体微型处理器芯片，为仿真大型复杂分子谱提供了全新的解决方案，团队精心设计基于量子迭加与量子纠缠模拟方案，而传统方式则需要耗费大量的运算时间。这项尖端技术为解决复杂的量子化学问题创造条件，亦为量子计算应用带来了新的突破。

此项研究成果已发表于《自然通讯》（Nature Communications），题为《基于压缩真空态制备的大尺度光子网用于分子振动谱模拟》。

据悉，研究团队利用线性光子网络及压缩真空量子光源来模拟分子振动谱，该16位量子微处理芯片是在单个芯片上制造和集成。团队还研发了一套完整系统，包括用于量子光子微型处理器芯片与控制模块的光电热封装、驱动软件及用户接口，以及可程序化的底层量子算法，开发的量子计算机系统可应用不同计算模型。

探索分子振动谱对于理解分子设计和分析中的分子特性至关重要，然而，这一直是传统超级电脑难以有效解决的长期运算难题。尽管研究人员一直在努力开发模拟分子振动谱的量子电脑和算法，但受限于准确性和计算资源等问题，目前仅限于简单的分子结构。理大的研究团队通过这一创新成果，为模拟大型复杂分子谱提供了可能，打开了量子化学应用的新大门。

这款16位量子比特半导体微型处理器芯片的应用潜力巨大。朱慧慧博士表示：“我们的方法可以突破传统限制，实现早期的实用分子模拟，有望在相关的量子化学应用中实现量子加速。”该芯片可用于处理复杂任务，如更加快捷、准确地模拟大型蛋白质结构或优化分子反应，这将为药物研发、材料科学等领域带来深远影响。此外，该研究成果还为解决分子对接问题以及使用图形分类等量子机器学习技术提供了新的途径。