褚志崧團隊係以在一條環狀光纖內跑動、只有一顆光子的光量子電腦來完成質因數分解等複雜的數學運算,如15=5x3。這是全世界首次以一顆高維度、也就是多次元的光子來實現量子演算法。褚志崧團隊已將這項領先全球的突破發表在上個月的《物理評論》期刊(Physical Review Applied)。

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清華大學校長高為元表示,褚志崧團隊今天的發表絕對是量子電腦的一大里程碑。他去年才參觀過美國最先進的量子電腦實驗室,印象最深刻就是龐大的冷卻系統,將溫度控制在攝氏零下273度,設備也占去一個大房間;清華團隊今天發表的光量子電腦卻可在室溫下操作,且設備只有一個盒子大,「真希望未來我們每個人桌上都有一台光量子電腦!」

褚志崧表示,光子(Photon)是傳遞電磁作用的基本粒子,為了讓一顆光子攜帶更多的資訊,團隊成功研發出可在一個光子的32維空間裡儲存資訊的技術,宛如「多重宇宙」。眾所周知,1維是一條線;2維以長、寬成一平面;3維則是長、寬、高的立體。而褚志崧打造出的這顆光子,則有32維空間來儲存資訊,也就是32次元,打破了世界紀錄。

褚志崧比喻,有32維儲存空間的光子,就像是把一台只能載一個人的腳踏車,改造成一台連結32節列車的火車,就能載運更多的乘客。

褚志崧指出,一般電腦用電在電路板上傳輸來進行運算;光量子電腦則是用光來傳輸資料,並透過量子力學來進行運算。褚志崧解釋,不同於傳統電腦的位元(bit)只能代表0或1,量子電腦的量子位元(qubit)可以同時處於0和1,這種特性稱為「量子疊加」,使量子電腦在處理質因數分解、大數據搜尋等複雜運算時,速度可比傳統電腦快數億倍。

褚志崧展示以在一條環狀光纖內跑動、只有一顆光子的光量子電腦來完成質因數分解運算。清華大學提供
褚志崧展示以在一條環狀光纖內跑動、只有一顆光子的光量子電腦來完成質因數分解運算。清華大學提供

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