思科公司近期公布了一項(xiàng)重大科研突破，成功研制出量子網(wǎng)絡(luò)糾纏芯片的首款原型，并正式啟用位于美國(guó)加州圣莫尼卡的量子實(shí)驗(yàn)室。這一消息于5月6日公布，標(biāo)志著量子計(jì)算領(lǐng)域的一次飛躍。

據(jù)思科介紹，現(xiàn)有的量子處理器在量子比特?cái)?shù)量上仍處于三位數(shù)的局限之中，即便以最樂觀的預(yù)測(cè)來(lái)看，到2030年也難以突破四位數(shù)的規(guī)模。然而，要實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用，所需的量子比特?cái)?shù)量將高達(dá)數(shù)百萬(wàn)級(jí)別，這無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

面對(duì)這一難題，思科借鑒了傳統(tǒng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展歷程。歷史上，人們并沒有依賴于單臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)來(lái)解決所有問題，而是通過構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，將多個(gè)小型計(jì)算節(jié)點(diǎn)連接成分布式系統(tǒng)。思科認(rèn)為，量子計(jì)算未來(lái)的發(fā)展也將遵循這一路徑，即通過專用量子網(wǎng)絡(luò)將多個(gè)量子處理器連接起來(lái)，形成一個(gè)更大規(guī)模的協(xié)同計(jì)算系統(tǒng)。

此次推出的量子網(wǎng)絡(luò)糾纏芯片原型，是思科與加州大學(xué)圣巴巴拉分校合作的成果。該芯片利用量子隱形傳態(tài)技術(shù)，通過一對(duì)糾纏光子實(shí)現(xiàn)高速通信，為構(gòu)建量子網(wǎng)絡(luò)奠定了重要基礎(chǔ)。

這款芯片采用了先進(jìn)的硅基III-V半導(dǎo)體波導(dǎo)技術(shù)，其中的自發(fā)四波混頻效應(yīng)使得芯片在室溫下就能穩(wěn)定工作。作為微型光子集成電路的一部分，該芯片具有超過99%的保真度，功耗極低，僅為1毫瓦以下，并且支持標(biāo)準(zhǔn)的1550納米電信波長(zhǎng)，這意味著它可以無(wú)縫集成到現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)施中。

在性能表現(xiàn)上，這款原型芯片每個(gè)通道每秒能產(chǎn)生超過100萬(wàn)對(duì)糾纏光子，整個(gè)芯片的糾纏光子生成速率更是高達(dá)每秒2億對(duì)。這一驚人的速率不僅展示了芯片的強(qiáng)大能力，也為未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了堅(jiān)實(shí)的保障。