全球爭(zhēng)奪量子霸權(quán)的競(jìng)賽愈發(fā)激烈，中美兩國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)在本周出版的權(quán)威同行評(píng)議期刊《自然》上各自宣布了重大研究成果。當(dāng)北京大學(xué)和山西大學(xué)的研究人員宣布在光量子芯片上實(shí)現(xiàn)了全球首個(gè)大規(guī)模量子糾纏簇態(tài)時(shí)，微軟的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)則聲稱(chēng)已創(chuàng)建了拓?fù)淞孔颖忍?，這通常被視為該技術(shù)發(fā)展的“圣杯”。

作為當(dāng)今這場(chǎng)“芯片戰(zhàn)”的兩大陣營(yíng)，中美雙方在同一天宣布取得了科研突破和質(zhì)的飛躍。值得注意的是，兩大研究團(tuán)隊(duì)在論文中所揭示實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且無(wú)錯(cuò)誤的量子比特的方法和路徑完全不同。在兩方論文同時(shí)發(fā)表后，得到的評(píng)價(jià)也有所不同。中方研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，填補(bǔ)了光量子芯片關(guān)鍵技術(shù)的空白，《自然》雜志的審稿人高度評(píng)價(jià)稱(chēng)，這是“可擴(kuò)展量子信息領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑”。而微軟的研究則引發(fā)了一些專(zhuān)家的懷疑和爭(zhēng)論，認(rèn)為其公布的研究?jī)?nèi)容“操之過(guò)急”，論文“用詞誤導(dǎo)且含糊不清”，各方面看上去都“相當(dāng)草率”。一些權(quán)威機(jī)構(gòu)還指出其中說(shuō)法缺乏證據(jù)論證，即便是微軟研究人員自己也承認(rèn)需要進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)才能找到相關(guān)確鑿證據(jù)。

2月20日，北京大學(xué)物理學(xué)院現(xiàn)代光學(xué)研究所王劍威教授和龔旗煌教授課題組與山西大學(xué)蘇曉龍教授課題組合作，在《自然》上發(fā)表突破性研究成果——中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)全球首例基于集成光量子芯片的“連續(xù)變量”量子糾纏簇態(tài)。相關(guān)專(zhuān)家表示，該成果填補(bǔ)了采用連續(xù)變量編碼方式的光量子芯片關(guān)鍵技術(shù)空白，也為光量子芯片的大規(guī)模擴(kuò)展及其在量子計(jì)算、量子網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的應(yīng)用奠定重要基礎(chǔ)。

集成光量子芯片是一種能在微納尺度上編碼、處理、傳輸和存儲(chǔ)光量子信息的先進(jìn)平臺(tái)。如何在光量子芯片上實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子糾纏是國(guó)際量子研究難題。量子糾纏簇態(tài)作為一種典型的多比特量子糾纏態(tài)，是量子信息科學(xué)的核心資源，然而其確定性、大規(guī)模制備面臨巨大實(shí)驗(yàn)困難，尤其連續(xù)變量簇態(tài)的光量子芯片的制備和驗(yàn)證技術(shù)在國(guó)際上仍屬空白。經(jīng)多年攻關(guān)，中方研究團(tuán)隊(duì)成功攻克關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新性發(fā)展了連續(xù)變量光量子芯片調(diào)控、多色相干泵浦與探測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了確定性、可重構(gòu)的糾纏簇態(tài)制備，并對(duì)簇態(tài)糾纏結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。