来源：科技日报
强晓刚 军事科学院国防科技创新研究院研究员
量子计算是世界科技前沿的一个重点研究方向，5月7日，《科学》杂志发表潘建伟院士团队的研究成果，其成功研制了目前国际上超导量子比特数量最多的量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。此前不久，由我国科研人员主导的国际团队在国际权威期刊上发表论文披露，他们研发出一款新型可编程光量子计算芯片，实现了多种图论问题的量子算法求解，有望应用在数据搜索、模式识别等领域。这是世界上首款面向图论问题求解的光量子芯片。
那么，什么是量子计算？新型可编程光量子计算芯片研制成功为什么能引起业内众多关注？
对此，记者采访了新型可编程光量子计算芯片论文第一作者，军事科学院国防科技创新研究院强晓刚研究员。
量子计算：颠覆传统计算的新概念
量子计算是一种建立在量子力学基础上的新型计算模型，其基本计算单元是量子比特。
强晓刚介绍，量子比特与我们熟悉的经典比特不一样，经典比特要么是0要么是1，而量子比特由于量子叠加性质，可以同时处在0或1的状态。这样对一个处于叠加状态的量子比特进行操控时，就相当于同时对0和1两个态进行了操控。
“以一枚硬币做比喻，经典的计算只存在于‘正面’和‘反面’，而量子计算则不仅于此。随着量子比特数目的增加，这种量子比特的叠加性质蕴含着巨大的计算潜力。”他说。
上个世纪80年代，美国物理学家费曼提出用量子物理系统来构造计算机的想法。上世纪90年代，能用于大数质因子分解的Shor算法和能够实现快速搜索的Grover算法被先后提出，分别展示了量子计算在密码破译、数据搜索方面的巨大潜力。2000年之后，随着量子计算理论的发展，量子计算机的硬件实现方面也在不断发展，包括超导、离子阱、光子、量子点、拓扑等多种物理体系的不同技术路线都在进步。近几年，谷歌、IBM、微软、英特尔等高科技公司投入量子计算技术的研究，甚至掀起“比特数大战”，量子计算硬件系统的系统规模、操控精度等方面都得到快速发展。
“作为新兴的前沿技术，量子计算技术在国防军事领域也同样具有巨大应用潜力。”强晓刚表示，比如，量子计算可以快速地分解大数质因子，这将对现有的密码系统产生威胁；可以快速地实现数据搜索、完成线性方程组求解等，这可以在军事大数据处理、战场智能规划等应用方面发挥作用；在物理化学分子模拟方面也具有计算优势，可以帮助设计寻找新的武器材料等。
光量子芯片：规模化量子计算的潜力途径