量子计算革命：德国研究人员开发光调制器！

量子计算革命：德国研究人员开发光调制器！

通过各个知名机构实施的创新研究项目，量子计算技术领域正在获得新的动力。目前，海德堡大学马新宇的项目尤其引人注目，该项目涉及利用紫外（UV）光开发用于量子计算的高速光电调制器。紫外线以其短波长的高能量而闻名，在与被称为量子位的原子和离子相互作用中发挥着至关重要的作用，而量子位对于量子计算机的运行至关重要。欧盟委员会已批准为名为“高速集成紫外电光调制器”(HEIVOM) 的项目提供约 218,000 欧元的资金，以支持 Pernice 教授研究小组的开发工作。该项目的实施是由开发调制器的基本需求驱动的，该调制器允许以有效的方式控制光——迄今为止，这一技术领域被认为是不够的 海德堡大学 报道称。

马新宇将于2023年在中国清华大学获得博士学位，他计划在研究中开发创新的光电电路、纳米制造工艺和3D纳米打印工艺。这些技术不仅可以提高效率，还可以为产生和控制光创造新的可能性，这对于量子计算的进一步发展至关重要。

量子计算的技术挑战

基于带电或中性原子量子位的量子计算机的实现对于释放其优势至关重要 - 包括高量子位质量、出色的相干时间和门质量。对聚焦激光束的精确控制是最大的挑战之一。该过程需要用于产生聚焦激光束的特定设备，包括能够快速、可扩展和可编程地调制光强度或相位的激光系统和组件。有这些细节 ipms.fraunhofer.de 握住。

这一开发中一个有趣的元素是空间光调制器（SLM），它用于可编程调制，有助于实现量子计算的高效过程。特别是，Fraunhofer IPMS 的 SMAQ 项目专注于开发用于中性原子量子计算机的相移、衍射沉镜 MEMS SLM。与传统的基于液晶的调制器相比，该技术具有显着的优势，例如访问紫外光谱范围以及更密集地组装原子量子位寄存器的能力，从而最大限度地减少调制器像素之间的串扰。

市场发展及未来前景

对量子计算的需求正在增加。摩根士丹利预测，到 2025 年，高端量子计算机市场将增长至每年 100 亿美元。积极致力于量子计算机开发的公司包括 IBM、谷歌和阿里巴巴等知名企业，以及 Novarion 和 Rigetti 等创新初创企业。量子计算机的种类可以分为两种主要类型：通用量子计算机，可以执行所有类型的计算操作；量子退火器，结构更简单，执行专门的任务。例如，大众自 2017 年以来一直在使用 D-Wave 的量子退火器来优化交通流，而宝马正在研究利用量子计算机优化制造机器人，例如 弗劳恩霍夫网站 报道称。

量子计算技术的发展正在带来解决复杂问题的新方法，这些问题对传统计算机构成了巨大的挑战。一个令人兴奋的例子是有效分解小素数的能力，这可能对现有的密码系统产生重大影响。鉴于操作量子计算机存在的巨大挑战——例如需要极低的温度和电磁屏蔽——将量子计算集成到现有基础设施中仍然是未来的关键挑战之一。