科学家们在开发足够先进的计算机以模拟量子水平上的复杂自然现象方面迈出了重要一步。虽然这些类型的模拟对于经典计算机来说太麻烦或完全不可能处理，但基于光子学的量子计算系统可以为此提供解决方案。

罗切斯特大学的一组研究人员最近开发了一种新的芯片级光学量子模拟系统，它可以帮助使这种系统变得可行。由该大学电气和计算机工程师兼光学专家Lin Qiang领导的研究团队在《自然·光子学》上发表了这一发现。

这项工作部分是在康奈尔大学的纳米级科学技术设施中进行的，该设施是美国国家纳米技术协调基础设施的成员，由美国国家科学基金会(NSF)提供支持。NSF还通过两项研究资助支持了他们的这项工作。

Lin团队在一个合成空间中进行了模拟，该空间通过随着时间的推移会控制量子纠缠光子的频率或颜色来模拟物理世界。这种方法不同于传统的基于光子学的计算方法，这种方法里光子的路径是受控制的，并且大大减少了物理足迹和资源需求。

Lin说：“我们第一次实现能够生产出量子相关的合成晶体。我们的方法显著扩展了合成空间的维度，让我们能够模拟几种量子尺度的现象，例如量子纠缠光子的随机行走。”

该系统还可以作为未来更复杂模拟的基础。该研究的主要作者Usman Javid表示：“虽然所模拟的系统已被很好地理解，但这个原理验证实验证明了这种新方法在扩展到更复杂的模拟和计算任务方面具有的强大能力，我们非常期待将在未来进行研究。” 

美国国家科学基金会工程理事会项目总监Dominique Dagenais说道：“可扩展性是量子模拟中的一个关键挑战，而该团队在复杂量子计算方面正在取得非常好的进展。”（编译:Qtech）