科学家们使用光子构建了第一台联网量子计算机，证明室温模块可以连接和放大。

Aurora 是世界上第一台光子量子计算机，它通过使用光纤电缆互连的独立处理器大规模运行。 （图片来源：Xanadu/YouTube）

科学家们开发了一种利用光处理数据的量子计算机，为可以在室温下网络环境中运行的量子计算机铺平了道路。

这个名为 Aurora 的新系统是世界上第一台可以使用多个模块通过光纤电缆互连的光子量子计算机进行大规模运行。Xanadu 代表表示，该系统为量子计算的一些最大问题提供了解决方案，即大规模运行、容错和纠错。

研究人员在 1 月 22 日发表在《自然》杂志上的一项研究中表示，这一突破可能会导致创建可行的量子数据中心，这些数据中心具有比我们今天所能实现的更高的容错性和更低的错误率。

“该行业面临的两大挑战是提高量子计算机的性能（纠错和容错）和可扩展性（网络），”新系统背后的公司 Xanadu 的创始人兼首席执行官 Christian Weedbrook 。

传统量子比特或超导量子比特是量子计算的构建块，是快速处理大量数据的关键。

但这些量子比特使用微波信号来帮助处理数据，这会产生热量，从而损坏硬件。此外，当前用于创建近乎绝对零的计算环境的冷却方法也会损坏硬件并使访问机器变得困难。

通过使用基于光的量子比特或光子量子比特而不是微波或超导量子比特，Weedbrook 和他的团队创建了一个使用联网光子芯片的基于光的系统。这使得 Aurora 本质上是可连接的，因为光纤构成了全球网络系统的基础。

光动力量子计算网络

Aurora 的开发人员假设，通过将量子计算机分解成更小、不易出错的组件，他们可以通过互连这些单元来加强量子纠错。

“容错和找到比错误发生更快地纠正量子态错误的方法的根本问题仍然是执行任何有用计算的巨大挑战，”量子信息理论博士、科技公司 VividQ 的首席执行官 Darran Milne 说，他没有参与该项目。

“他们 [Xanadu] 似乎不是试图用一台大型量子计算机进行计算，而是试图将其拆分为更小、更简单的系统，这些系统可能更容易单独纠正错误，”Milne 。“这是否真的使问题变得更好，或者只是使错误成倍增加，还有待观察。”

该框架依赖于该公司的 X8（量子计算硬件）和 Borealis（单系统量子计算机）中使用的技术。该系统利用 35 个光子芯片，通过 8 英里（13 公里）长的光缆连接。

“光子学确实是计算和联网的最佳和最自然的方式，”研究人员在声明中说。“原则上，我们现在可以扩展到数千个服务器机架和数百万个量子比特。”

Aurora 光子量子计算机框架的潜在应用包括模拟分子和计算药物试验的潜在结果，从而可能消除长时间药物试验的需要。光子量子计算机还可能迎来高度安全、加密通信的时代，称为量子密码学。

Xanadu 的团队接下来计划专注于消除由于光损耗而导致的弱光纤信号。