新里程碑！新竹清华大学「用一颗光子」造出全世界最小量子电脑

褚志崧团队系以在一条环状光纤内跑动、只有一颗光子的光量子电脑来完成质因数分解等复杂的数学运算，如15=5x3。这是全世界首次以一颗高维度、也就是多次元的光子来实现量子演算法。褚志崧团队已将这项领先全球的突破发表在上个月的《物理评论》期刊（Physical Review Applied）。

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清华大学校长高为元表示，褚志崧团队今天的发表绝对是量子电脑的一大里程碑。他去年才参观过美国最先进的量子电脑实验室，印象最深刻就是庞大的冷却系统，将温度控制在摄氏零下273度，设备也占去一个大房间；清华团队今天发表的光量子电脑却可在室温下操作，且设备只有一个盒子大，「真希望未来我们每个人桌上都有一台光量子电脑！」

褚志崧表示，光子（Photon）是传递电磁作用的基本粒子，为了让一颗光子携带更多的资讯，团队成功研发出可在一个光子的32维空间里储存资讯的技术，宛如「多重宇宙」。众所周知，1维是一条线；2维以长、宽成一平面；3维则是长、宽、高的立体。而褚志崧打造出的这颗光子，则有32维空间来储存资讯，也就是32次元，打破了世界纪录。

褚志崧比喻，有32维储存空间的光子，就像是把一台只能载一个人的脚踏车，改造成一台连结32节列车的火车，就能载运更多的乘客。

褚志崧指出，一般电脑用电在电路板上传输来进行运算；光量子电脑则是用光来传输资料，并透过量子力学来进行运算。褚志崧解释，不同于传统电脑的位元（bit）只能代表0或1，量子电脑的量子位元（qubit）可以同时处于0和1，这种特性称为「量子叠加」，使量子电脑在处理质因数分解、大数据搜寻等复杂运算时，速度可比传统电脑快数亿倍。