能不能用量子通信网连接多台量子计算机,让它们远程凝聚出“超级量子算力”?据中国科学技术大学消息,该校郭光灿院士团队的李传锋、周宗权、柳必恒等人,近期基于量子门隐形传送协议,建立两个量子节点之间的非局域量子门,这两个量子节点分别位于中国科学技术大学东校区和合肥市大蜀山东侧,之间的直线距离为7公里,并演示了分布式的多伊奇-乔萨算法及量子相位估计算法。国际权威学术期刊《自然·通讯》日前发表了相关研究成果。
分布式量子计算是解决量子计算可扩展性难题的一条可行路径,它通过非局域量子门连接独立的量子计算节点,从而整合量子网络中的算力资源来实现量子计算规模的提升。然而,非局域量子门目前仅在数十米的尺度下实现实验演示,无法满足在大尺度量子网络中整合算力资源的需求。
在该工作中,研究团队基于量子门隐形传送协议来建立两个量子节点之间的非局域量子门。实验结果表明,中国科大节点的光子与大蜀山节点的光子之间完成了两比特非局域量子门操作,其中受控非门的保真度达88.7%。固态量子存储器的纠缠存储时间达到80.3μs,相比前人工作提升近2倍,并且纠缠存储的时间模式数达1097个,使得非局域量子门的生成速率获得了线性的提升。基于非局域量子门,研究团队进一步在这两个远程节点间演示了两比特的Deutsch-Jozsa算法以及量子相位估计算法,成功实现了量子算法的远程分布式执行。
该工作首次在城市距离上实现分布式光量子计算的演示,展示了基于量子存储和通信光缆构建分布式量子计算网络的可行性,为规模化量子计算的实现提供了新思路。
中国科学院量子信息重点实验室特任副研究员刘肖、特任教授胡晓敏和博士后朱天翔为论文共同第一作者。该工作得到了科技创新2030重大项目、国家自然科学基金委、安徽省以及中国科学院的资助。周宗权得到中国科学院青年创新促进会优秀会员的资助。专线光缆的铺设得到了中国联通安徽省分公司的支持。
来源:财联社
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