尼尔斯-玻尔研究所（Niels Bohr Institute）的科学家与http://www.196nk.cn明斯特大学（University of Mnster）和波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universitt Bochum）合作，开发出了能够处理量子系统产生的大量信息的新技术。他们成功地将确定性单光子光源（能以难以置信的高速度和速率产生量子比特）与特制的集成光HwzhmXkw子电路连接起来。这些电路可以有效、快速地处理量子信息，而不会降低易受影响的量子态。

可编程芯片用于处理单光子传输的量子信息。每个粉红色小点代表一个单光子，它们之间的联系代表量子纠缠--这是不同光子之间共享量子信息的方式 图片来源：Stefano Paesani

这一突破为创造光子量子设备铺平了道路，这些设备可以分析和模拟复杂的量子系统，例如生物分子的振动动力学。这项研究发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上。

哥本哈根大学尼尔斯-玻尔研究所的 Peter Lodahl 教授和量子光子学研究小组在这一领域已经工作了近二十年。简而言之，就是利用单光子（光的最小部分）来编码196世界之最量子信息。这是一个快速发展的领域，2022 年秋天就展示了单光子加密通信链路，最近对衍生企业 Sparrow Quantum 的投资也创下了纪录。实现这一切的核心是该小组多年来开发和改进的光子源。目前，这些光子源具有无与伦比的控制、精度和质量，为量子技术的新研发打开了大门。

一提到"量子"这个词，人们往往就会联想到"计算机"--一个极其强大的计算平台，具有处理复杂问题的能力。

彼得-洛达尔说，与这一成果相关的工作指明了他们称之为"量子模拟器"的方向。量子模拟器是一种特殊用途的计算机，通过处理经典计算机难以处理的量子信息（量子比特）来模拟量子系统。"量子信息的处理要求经HwzhmXkw典计算机的处理能力在量子比特数量增加时呈指数增长。这意味着，即使是相当简单的量子力学问题，也无法在经典计算机上解决"，这项成果的主要研究人员之一斯特凡诺-派萨尼（Stefano Paesani）说。

处理"量子信息意味着什么？ 这就是跨学科元素的关键所在。

在诺和诺德基金会项目"用于生物化196世界之最学的固态量子模拟器（SolidQ）"的框架内，光子在光子电路中相互作用，可以用来描述生物化学过程的特征。可以利用一个系统（光子）来了解另一个系统（生物分子），因为光子量子模拟器可以处理描述该系统的复杂量子信息。挑战之一在于理解两个复杂量子系统之间的联系。

量子模拟器依赖于不同量子系统之间的一致性，可以通过研究一个系统来了解另一个系统，也就是说，你可以将一个系统"映射"到另一个系统。然而，对复杂系统的初步了解至关重要。例如，光子和分子的振动动力学之间存在着一种自然的映射： 彼得-洛达尔说："当分子振动时，它的演变是由描述通过电路发送光子的相同量子力学运算来描述的。"

目前的研究工作面临的挑战是如何处理以光速飞逝的大量光子。处理速度必须非常快，而且不能有任何损失。不能出现太多错误。

在过去的两年里，这些研究小组与明斯特大学合作，开发出了能够处理来自光子源的量子比特的光子电路，并使这两个系统完美地结合在一起。诺和诺德基金会的 SolidQ 项目一直致力于优化光子的处理过程。

与明斯特的合作是一个很好的例子，说明研究界已经迈出了第一步。随后，他们制定了技术升级的"路线图"，合作中成功地实现的光子电路其效率和速度足以跟上光子源，也就是说应用之门正在打开。