全球首个超级光子计算机亮相：35颗光子芯片、13公里光纤展现未来科技力量
光之力，未来已来
2月4日消息，量子计算机被视为计算的未来，各种突破也层出不穷。加拿大创业公司Xanadu最近宣布，他们成功研发了全球首台可扩展联网的、模块化的、基于光子的量子计算机“Aurora”。这款计算机的独特之处在于它能够在室温条件下运行，这一技术进步有望在药物研发和机器学习算法研究方面发挥重要作用。 这项成就标志着量子计算领域的一个重要里程碑。室温操作不仅降低了运行成本和复杂性，还大大提高了设备的实用性和可访问性。随着Aurora的推出，我们或许可以期待更多创新应用的出现，尤其是在医疗和人工智能领域。这无疑为量子计算的商业化进程注入了新的活力，也为科研人员提供了更强大的工具来解决复杂的科学难题。
相关论文已发表在《自然》杂志。
Xanadu宣布，量子计算机长期面临的两大挑战是提升性能（包括纠错和容错能力）以及增强可扩展性（如构建量子网络）。目前，他们声称已成功攻克了可扩展性的难题。 这一进展无疑为量子计算领域注入了一剂强心针，意味着在不久的将来，我们或许能见证更加稳定和强大的量子网络系统。然而，如何进一步优化量子比特的纠错机制，以确保更长的相干时间和更高的计算精度，依然是摆在科研人员面前的一大考验。
Aurora光量子计算机采用了模块化设计，配备了35颗光子芯片，通过长达13公里的光纤连接，这些组件被分成四个相似的单元，分别安置在四台机架服务器上，实现了光互联与联网。这种设计不仅展示了技术上的创新，也意味着在处理复杂计算任务时具有更高的灵活性和扩展性。随着量子计算技术的发展，这样的系统有望在未来几年内推动科学和工业领域的重大突破。
通过光纤实现互联，多达84个压缩器和36个光子数分辨探测器能够在每个时钟周期提供12个物理光子量子比特的状态。
作为基于光子的量子计算机，它利用光子量子比特进行数据处理，即通过特定算法，运用透镜、光纤及其他光学元件，在多个芯片上整合与分离激光束。 这种技术的应用前景十分广阔，尤其是在处理复杂计算任务时展现出的独特优势。尽管目前仍面临诸多挑战，如提高稳定性和集成度等，但其潜力不容小觑。随着科研人员不断攻克难关，我们有理由相信，光子量子计算机将在未来的信息技术领域发挥重要作用。
在此之前，量子计算机的研究不断致力于提升量子比特的数量，例如Google Willow配备了105个量子比特，而IBM Condor更是达到了惊人的1121个。
但是，Xanadu Aurora只需要12个，而且非常容易扩展。
这台光量子计算机已经经过一系列严格的基准测试，其中有一次测试持续稳定运行了2个小时。
传统的超导量子计算机通常需要在极低温度下运行，但Xanadu Aurora的服务器机架却能在室温环境中工作，不过其光子计数探测器依然需要在另一间低温环境中运行。
目前，Xanadu共有220名员工，并已从多位投资者以及加拿大联邦政府处获得总计2.81亿美元的资金支持。
他们计划在2029年建立首个量子数据中心，该中心将容纳数千台服务器和100万个量子比特。
接下来，Xanadu需要努力攻克光量子计算机的容错性。
另外，美国PsiQuantum和法国Quandela等公司也在研究光量子计算机领域，但它们采用的是中性原子和离子等材料。这一趋势显示了量子计算技术正在向多样化方向发展。不同材料和技术路径的选择反映了科研人员在探索更高效、更稳定的量子比特实现方式上的努力。这种多样化的尝试对于推动整个量子信息科学领域的进步至关重要。