加拿大Xanadu公司开发全球首台可扩展光量子计算机原型，突破量子计算发展

研究人员采用了模块化设计概念来构建这款量子计算机。在初始阶段，他们建立了一个基本单元，其中包含少量Qubits，适合最基本的应用程序方案。随着需求的增长，可以通过添加更多相同类型的单位来扩展计算能力。这些单元通过网络一起工作以形成一台大型计算机。每个新单元或量子服务器机架都会增加整体处理能力。

系统和主模块图。 （照片来源：英国“自然”杂志）

研究人员指出，数千个这样的单元可以通过光纤电缆连接，从而创建具有巨大处理能力的大量子计算机。由于整个系统基于光子技术，因此无需将光子组件与传统电子组件结合使用。

为了证明这一概念，研究人员建立了一个由四个服务器架组成的原型系统。该系统使用84个压缩机来形成一个带有12个物理Qubit的计算机。其中，第一个机架配备了输入激光器，而其他三个机架包含五个主要子系统：量子生成源，量子存储缓冲区和一个优化的系统，用于改善质量和生成纠缠状态。一个有助于纠缠和聚类的路由系统，以及执行最终计算任务的量子处理单元。特别是，由于该系统完全基于光子技术，因此它可以在室温下运行，而无需冷却设备。

研究人员通过创建独特的纠缠状态来测试系统的性能。实验结果令人满意，表明该系统不仅可以执行复杂的大规模计算任务，而且具有很高的容错性。这项成就不仅展示了量子计算的巨大潜力，而且还为未来的技术发展提供了新的方向和可能性。

Xanadu说，量子计算机一直面临两个主要问题：提高性能（误差校正和容错性）和可伸缩性（网络），现在它们已经解决了后者。

Aurora光学量子计算机采用模块化设计，配备了35个光子芯片，并具有13公里的纤维连接。它们分为四个类似单元，分布在4个机架服务器上，从而允许光学互连和网络。

通过光纤互连，每个时钟周期最多可提供84个压缩机和36个光子数分辨率检测器。

他们计划在2029年之前建立第一个量子数据中心，其中包括数千台服务器和一百万个QUAT。

另外，Psiquantum，Quandela，France等也在研究光学量子计算机。

根据中国流行科学的说法，2023年10月11日，国际知名的物理学术期刊“物理评论快车”在光学量子计算领域发表了中国研究团队的最新研究结果。

光学量子计算研究团队由Pan Jianwei，Lu Chaoyang，Liu Naile等人组成，来自量子信息与量子科学与技术创新研究所，中国科学与技术大学中国科学院，共同与上海微型系统协会合作，中国科学院和国家平行计算机工程技术研究中心，并成功地构建了具有255个光子的光学量子计算原型“ 9第3章”，再次为光学量子计算机中的可控光子数量创造了世界记录。