由法国国立科学研究所(INRS)的RobertoMorandotti教授与德国、意大利和日本的团队共同指导的一项研究为尖端解决方案打开了大门，这些解决方案可能有助于实现能够以简单而强大的方式处理量子信息的系统。

科学家创建基于光的系统来增强量子计算机

法国国家科学研究所(INRS)的科学家开发出了一种新型合成光子晶格，能够产生和操纵光的量子态，有可能彻底改变量子计算和安全通信。

摘要：研究人员展示了一种使用合成光子晶格和量子行走进行量子信息处理的新方法，从而提高了量子系统的效率和控制力。

在迈向实用量子技术的重要一步中，INRS的RobertoMorandotti教授领导的团队公布了一种突破性的量子信息处理方法。他们的研究发表在《自然光子学》杂志上，展示了一种时间合成光子晶格，它利用量子行走来操纵时间状态中纠缠的高维光子。

量子行走：增强计算的途径

这一发现的核心是量子游动的概念，这是经典随机游动的量子力学模拟。莫兰多蒂教授解释说：“量子计算领域的发展始于大约二十年前，量子游动的概念对这一领域的发展大有裨益，众所周知，量子游动可以提高计算机算法的速度和复杂性。”

研究团队的创新在此基础上建立，将量子行走与合成光子网络相结合。这种融合对光子传播的演化产生了前所未有的控制，提高了光子巧合的检测和数量，以及整体系统效率。

莫兰多蒂团队的博士后研究员、这项研究的合著者斯蒂芬妮亚·西亚拉强调了他们方法的新颖性：“我们的团队已经发现了如何使用合成光子晶格来处理量子信息，这种技术基于高维光子在其时间状态中纠缠的量子游动。”

简单与强大相结合：电信兼容的量子系统

这一突破最引人注目的方面之一是其简单性以及与现有基础设施的兼容性。“该系统不需要大量资源，因为它由与标准电信基础设施兼容的光纤设备组成，”Morandotti指出。

这种兼容性可以加速量子技术与当前系统的集成，从而有可能加快量子增强应用的开发和部署。

对量子技术的广泛影响

这一发现为量子计算、计量和安全通信等众多应用打开了大门。研究人员的方法可以更好地控制时间域中的量子行走，并能够同时操纵经典光和纠缠光子。

Sciara强调了其实际意义：“这一发现证明，使用触手可及的设备、技术和基础设施，实现高性能量子系统是可能的。它还表明，使用量子网络安全地传输个人数据是可能的。”

展望：量子信息处理的未来

随着量子技术领域的不断发展，这项研究代表着朝着实现实用、可扩展的量子系统迈出了重要一步。利用合成光子晶格处理量子信息的能力可以带来更高效的量子算法和更强大的量子通信协议。

尽管在扩展这些系统并将其与现有技术相结合方面仍存在挑战，但莫兰多蒂和他的团队的工作为量子信息科学的未来发展提供了一条有希望的道路。