褚志崧团队系以在一条环状光纤内跑动、只有一颗光子的光量子电脑来完成质因数分解等复杂的数学运算,如15=5x3。这是全世界首次以一颗高维度、也就是多次元的光子来实现量子演算法。褚志崧团队已将这项领先全球的突破发表在上个月的《物理评论》期刊(Physical Review Applied)。
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清华大学校长高为元表示,褚志崧团队今天的发表绝对是量子电脑的一大里程碑。他去年才参观过美国最先进的量子电脑实验室,印象最深刻就是庞大的冷却系统,将温度控制在摄氏零下273度,设备也占去一个大房间;清华团队今天发表的光量子电脑却可在室温下操作,且设备只有一个盒子大,「真希望未来我们每个人桌上都有一台光量子电脑!」
褚志崧表示,光子(Photon)是传递电磁作用的基本粒子,为了让一颗光子携带更多的资讯,团队成功研发出可在一个光子的32维空间里储存资讯的技术,宛如「多重宇宙」。众所周知,1维是一条线;2维以长、宽成一平面;3维则是长、宽、高的立体。而褚志崧打造出的这颗光子,则有32维空间来储存资讯,也就是32次元,打破了世界纪录。
褚志崧比喻,有32维储存空间的光子,就像是把一台只能载一个人的脚踏车,改造成一台连结32节列车的火车,就能载运更多的乘客。
褚志崧指出,一般电脑用电在电路板上传输来进行运算;光量子电脑则是用光来传输资料,并透过量子力学来进行运算。褚志崧解释,不同于传统电脑的位元(bit)只能代表0或1,量子电脑的量子位元(qubit)可以同时处于0和1,这种特性称为「量子叠加」,使量子电脑在处理质因数分解、大数据搜寻等复杂运算时,速度可比传统电脑快数亿倍。