来源：参考消息网
参考消息网5月21日报道 《日本经济新闻》网站5月2日发表该网站客座编委吉川和辉的文章《以光制造量子计算机》，内容如下：
随着各种实现量子计算机商业化的方式展开激烈竞争，人们的注意力开始集中在利用光的量子力学特性处理信息的光量子计算机上。东京大学副教授武田俊太郎正在利用他本人8年前发明的“环路型光量子计算机”，尝试非线性计算处理，这是目前光量子方法难以攻克的领域。
2025年1月14日，武田在东京大学举行新闻发布会，公布其在光量子计算机方面的最新研究成果。与NTT（日本电信电话公司）和NICT（日本情报通信研究机构）的联合研究项目公布的结果是“全球首次将具有强量子特性的光脉冲引入光量子计算平台”，这一成果意义重大，据说是“超越超级计算机的光量子计算机的突破”。
量子计算机“超越超级计算机”似乎理所当然。2019年，谷歌宣布利用超导量子计算机200秒内完成了超级计算机需要一万多年才能完成的计算，实现了全球首个“量子霸权（quantum supremacy）”。
谷歌的“量子霸权”是针对特定问题实现的，如果不扩大计算规模、开发能够处理大范围计算的算法、在量子纠错技术上取得进展，当前的量子计算机就无法与超级计算机竞争。尤其是武田研究的光量子计算机的计算能力存在根本性的弱点。武田说：“我们可以进行相当于加法和减法的线性计算，但目前还不能进行相当于乘法的非线性计算。”
量子计算机的实用化竞争正在激烈展开，不仅包括光量子，还包括超导、离子阱、冷原子和半导体。在其他方法中，物理系统本质是非线性的，因此实现非线性操作相对容易。另一方面，由于光量子计算机中光子之间不直接相互作用，因此很难在硬件层面建立非线性计算机制。
为了解决这个问题，武田尝试利用被称为“薛定谔的猫”的特殊光脉冲状态进行量子计算。薛定谔的猫是光的正负振幅状态叠加的特殊量子态，武田称之为“具有强量子特性的光脉冲”。
光量子计算机大致可以分为操纵光子的“量子比特方法”和利用光波连续值叠加的“连续变量方法”。近年来，武田等人研究的连续变量方法发展势头强劲，这种光量子计算机常常利用一种被称为“压缩光”的特殊光状态，即光的量子涨落在特定方向上被压缩。
压缩光的量子态（维格纳函数）的概率分布具有高斯分布形状。即使使用分束器或移相器等光学元件操纵高斯光，输出仍将保持高斯分布。因此，相当于加法和减法的线性运算是可以实现的，但是乘法等非线性运算对于当前的光学量子计算机而言很困难。
在这项研究中，武田等人操纵压缩光产生具有强量子特性的光脉冲（薛定谔猫态），再利用另一束压缩光作为辅助进行光量子计算。此运算是一种线性运算，称为挤压运算。虽然不涉及非线性计算，但武田表示，“这是世界上第一次将具有强量子特性的光脉冲纳入光量子计算平台”，意义重大。
武田的下一个目标是展示非线性计算。通过扩展武田机器的特征——环路部分以及相当于处理器的电路，他们设想了一个可以使用大量光脉冲进行计算的新平台。此外，武田相信容错通用量子计算机（FTQC）的实现将会成为现实，这是量子计算机发展中的最大主题。
除了开发光量子计算机，武田还在研究“通用量子光源”，它可以从单一光源产生各种类型的光。
压缩光、单光子以及用于光学量子计算机量子纠错的特殊类型的光（称为GKP量子比特）目前都是由专用光源产生的。武田说：“如果我们能够以可编程的方式生成它，不仅可以提高量子计算机的性能，而且有助于提高整个光学量子技术的水平。”（编译/刘林）