图：Rochester 大学研究人员开发的一种新系统，可以在模拟物理世界的合成空间中进行量子模拟，方法是随着时间的推移控制量子纠缠光子的频率或颜色。来源：罗切斯特大学插图/Michael Osadciw
科学家们朝着开发先进到足以在量子水平上模拟复杂自然现象的计算机迈出了重要一步。虽然这些类型的模拟对于经典计算机来说过于繁琐或完全不可能处理，但基于光子学的量子计算系统可以提供一种解决方案。
Rochester大学的一组研究人员开发了一种新的芯片级光量子模拟系统，可以帮助实现这种系统。该团队由Qiang Lin教授领导，研究发表在Nature Photonics。
Lin的团队在一个模拟物理世界的合成空间中进行了模拟，随着时间的推移，通过控制量子纠缠光子的频率或颜色。这种方法不同于传统的基于光子的计算方法，在传统的基于光子学的计算方法中，光子的路径受到控制，并且还大大减少了物理足迹和资源需求。
“这是我们第一次能够制造出量子相关的合成晶体，”Lin说。“我们的方法大大扩展了合成空间的维度，使我们能够模拟几种量子尺度的现象，如量子纠缠光子的随机行走。”
研究人员说，这个系统可以作为未来更复杂模拟的基础。
“虽然被模拟的系统被很好地理解，这个原理验证实验证明了这种新方法的力量，可以扩展到更复杂的模拟和计算任务，我们非常兴奋地在未来进行研究，”Usman Javid 说，他是这项研究的主要作者。
[1]Usman A. Javid et al, Chip-scale simulations in a quantum-correlated synthetic space, Nature Photonics (2023). DOI: 10.1038/s41566-023-01236-7
