光量子計算的重大突破：光量子處理的簡潔性和擴展性
在光量子計算領域，一項由維也納大學菲利普·沃爾特領導的國際研究團隊取得重大突破，成功展示了一種新穎且資源效率極高的平臺，實現了多個單個光子的量子干涉。這項發表在《科學進展》(Science Advances) 上的研究，代表著光量子計算領域的顯著進步，為更具可擴展性的量子技術鋪平了道路。
光子干涉：光量子計算的基石
光子干涉，一種量子光學中的基本現象，是光量子計算的基石。它涉及利用光的性質，例如其波粒二象性，來誘發干涉圖案，從而對量子資訊進行編碼和處理。
在傳統的多光子實驗中，通常採用空間編碼，其中光子在不同的空間路徑中被操縱以誘發干涉。這些實驗需要錯綜複雜的設置和大量元件，這使得它們資源消耗大且難以擴展。
時間編碼：更有效率的干涉方式
相比之下，由維也納大學、米蘭理工大學和布魯塞爾自由大學的科學家組成的國際團隊選擇了一種基於時間編碼的方法。這種技術操縱的是光子的時域，而不是它們的空間統計數據。
為了實現這一方法，他們在維也納大學克里斯蒂安·多普勒實驗室開發了一種創新的架構，利用了一個光纖環。這種設計使得可以重複使用相同的光學元件，從而在最少的物理資源下實現高效的多光子干涉。
文章的第一作者洛倫佐·卡羅西尼解釋道："在我們的實驗中，我們觀察到最多八個光子之間的量子干涉，超過了大多數現有實驗的規模。由於我們方法的多功能性，可以在不改變光學設置的情況下重新配置干涉圖案並擴展實驗規模。"
資源效率的顯著提升：邁向可擴展的量子技術
結果表明，與傳統的空間編碼方法相比，所實現架構的資源效率顯著提升，為更易於接近和可擴展的量子技術鋪平了道路。
總結
光量子計算的突破性進展為更複雜的量子應用開闢了新的可能性。以下是這項工作的重點：
- 展示了一種基於時間編碼的創新多光子干涉平臺。
- 克服了傳統空間編碼方法的資源密集性限制。
- 擴展了量子干涉的規模，實現了更多光子的干涉。
- 為更可擴展、更實用的光量子計算技術鋪平了道路。
這項研究突顯了量子技術領域的快速進步，並預示著未來在開發更強大、更實用的量子計算機方面取得更大的進展。