5月11日，子刊以“Two-WalkonaChip”为题发表了重庆交通学院数学与天文大学金贤敏研究团队最新研究成果，报导了世界最大规模的三维集成光量子芯片，并演示了首个真正空间二维的随机行走量子估算。同时这也是国外首个光量子估算芯片。这项研究进展对于推动模拟量子计算机研究具有重要意义。
（图示芯片中的二十组光子阵列里，每组都包含了2401根波导）
近些年来，关于通用量子计算机的新闻屡见于报端，IBM、谷歌、英特尔等公司争相宣告实现了更高的量子比特数纪录。并且业界共识是虽然作出几十甚至更多量子比特数，假如没有做到全互连、精度不够而且难以进行纠错，通用量子估算一直未能实现。与之相比量子计算和量子通讯，模拟量子估算可以直接建立量子系统，不须要像通用量子估算那样依赖复杂量子纠错。一旦才能制备和控制的量子化学系统达到全新尺度，将可直接用于探求新数学和在特定问题上推动远超精典计算机的绝对估算能力。
作为模拟量子估算的一个强悍算法内核，二维空间中的量子行走，才能将特定估算任务对应到量子演变空间中的互相耦合系数矩阵中。当量子演变体系还能制备得足够大而且能灵活设计结构时，可以拿来实现许多算法和估算任务，凸显出远优于精典计算机的表现。金贤敏团队通过皮秒激光直写技术制备了节点数多达49×49的三维光量子估算芯片，正是这些目前世界最大规模的光量子估算芯片促使真正空间二维自由演变的量子行走得以在实验中首次实现，并将推动未来更多以量子行走为内核的量子算法的实现。
（单光子的二维量子行走演变结果，从左至右：量子行走演变时间逐步减小）
研究组通过发展高色温单光子源和高时空区分的单光子成像技术，直接观察了光量子的二维行走模式输出结果。实验验证量子行走不论在一维还是二维演变空间中，都具有区别于精典随机行走的弹道式传输特点（）。这些加速传输正是支持量子行走才能在许多算法中赶超精典计算机的基础。理论曾强调瞬态网路特点（）只在小于一维的量子行走中才实现，而往年准二维量子行走实验因为受限的量子演变空间，难以观测网路传播特点。该研究首次在实验中成功观测到了瞬态网路特点，进一步验证了所实现的量子行走的二维特点。
过去20年里，降低绝对估算能力的方法一般是制备更多光子数的量子纠缠。中国仍然在这方面保持优势，成功将光子数从4个提升到了10个，但同时也发觉降低光子数异常艰辛。金贤敏团队另辟蹊径，通过降低量子演进系统的数学维度和复杂度来提高量子态空间尺度，开发了愈加可行的全新量子资源，对于未来模拟量子计算机的研制具有重要意义。
量子信息技术早已经历了广泛的原理性验证，是否能真正走出实验室，迈向实用化和产业化，取决于我们是否还能建立和操控足够大规模的量子系统。宏观光学系统中的耗损、稳定性和操控精度等看似技术性问题已弄成走向规模化的困局性困局。发展的光量子集成芯片技术是攻破可扩充性困局有前景的途径，有望有力促进量子信息技术的实质性进展。
金贤敏2010年起在牛津学院Ian研究组工作（国际上最早举办光量子信息集成化研究也是最顶级的小组之一），学习把握了光量子集成先进技术并合作完成了片上玻色取样量子估算、片上量子隐型传态和片上三光子干涉等一系列研究工作。2014年全职归国成立了“光子集成与量子信息实验室”并成为国外最早举办皮秒激光直写光量子芯片研究的单位之一。经过数年的辛酸努力，总算在光量子芯片的多层技术和集成上实现了赶超，成为少有的同时具有光量子芯片制备技术和量子信息研究背景的团队。
（第一作者唐豪博士手持的光量子芯片中有数万个光子线路，因周期性排列彰显出光栅效应而显得可见）
必须强调的是，光量子芯片的研制一直处于初期阶段，一直须要在耗损、精度和可调控能力等各项指标上，在材料、工艺和混和芯片架构上，以及在与量子估算、量子通讯和量子精密检测系统融合上举办大量研究，扎实推动，建立尺度和复杂度上都达到全新水平的光量子系统，实质性地推动新数学的探求和量子信息技术的实用化。
研究团队谢谢重庆市教委重大项目和国家自然科学基金重点项目的支持，谢谢国家重点研制计划、上海市科委量子计算和量子通讯，国防科技学院高性能估算国家重点实验室和天津财大致远大学、物理与天文大学的大力支持。
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