摘要：工程研究人员成功地开发了一种量子微处理器芯片，用于对实际的大结构和复杂分子的分子光谱模拟。...

量子模拟使科学家能够模拟和研究复杂的系统，这些系统具有挑战性甚至是不可能的，甚至不可能使用各个领域的古典计算机，包括财务建模，网络安全，药物发现，AI和机器学习。例如，探索分子振动光谱对于理解分子设计和分析中的分子特性至关重要。但是，它仍然是一个长期以来的计算困难问题，无法使用传统的超级计算机有效地解决。研究人员正在努力研究量子计算机和算法，以模拟分子振动光谱。但是，它们仅限于简单的分子结构，因为它们以低的精度和固有的噪声为准。

香港理工大学（Polyu）的工程研究人员成功地开发了一种量子微处理器芯片，用于对实际大型结构和复杂分子的分子光谱模拟，这是世界上第一个成就。准确地捕获这些量子效应需要精心开发的模拟，以解释量子叠加和纠缠，这些模拟在计算上是对古典模型的计算密集程度。该研究发表在自然通讯在一张名为“具有分子振动光谱的挤压真空状态的大规模光子网络”的论文中。这项尖端技术为解决复杂的量子化学问题（包括超出古典计算机功能的量子计算应用）铺平了道路。

该研究团队由Quantum工程和科学教授Liu Ai-Qun教授和量子技术研究所（IQT）主席，全球STEM学者和新加坡学院工程研究员，以及主要项目驱动程序，以及Zhu Hui Hui博士，后交易后研究研究员Zhu Hui Hui博士。其他合作者来自南洋技术大学，香港城市大学，北京理工学院，南部科学技术大学，瑞典微型微电子学和查尔默斯大学。

Zhu博士的团队在实验上证明了一个大规模的量子微处理器芯片，并采用了线性光子网络和挤压真空量子光源引入了非平凡的理论模型，以模拟分子振动光谱。 16 Quit的量子微处理器芯片被制造并集成到单个芯片中。已经开发了一个完整的系统，包括用于量子光子微处理器芯片和电气控制模块的光电 - 热包装的硬件集成，设备驱动程序的软件开发，用户界面和基础量子算法，这些量子算法是完全可编程的。开发的量子计算机系统为进一步的应用提供了一个基本的构建块。

量子微处理器可以应用于解决复杂的任务，例如模拟大蛋白质结构或以显着提高的速度和准确性来优化分子反应。朱博士说：“我们的方法可以产生早期的实用分子模拟，这些模拟超出了经典的限制，并有望实现相关量子化学应用中的量子加速。”

量子技术在科学领域至关重要，包括材料科学，化学和凝结物理学。作为一个有吸引力的硬件平台，量子微处理器芯片是量子信息处理的有前途的技术替代方案。

研究发现和由此产生的量子微处理器芯片为众多实际应用开发了开放的新途径。这些应用包括解决分子对接问题和利用量子机学习技术（例如图形分类）。刘教授说：“我们的研究受到量子模拟技术的现实影响的启发。在下一阶段，我们旨在扩大微处理器的规模，并处理更复杂的应用程序，以使社会和行业受益。”

该团队引入了量子技术的开创性开发，可以将其视为“改变游戏规则的人”。他们成功地使用了量子计算微处理器，成功地解决了分子光谱模拟的高度挑战的任务。他们的研究标志着量子技术及其潜在量子计算应用的显着进步。