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麻省理工、林肯實驗室聯(lián)合成立新量子工程中心 麻省理工學院（以下簡稱 MIT）電子科研實驗室（Research Laboratory of Electronics，以下簡稱 RLE）與林肯實驗室（Lincoln Laboratory）正在合作，將量子科學與量子技術用于更多的實際應用中。 近日，MIT 的 RLE 和林肯實驗室為了在量子領域領先創(chuàng)立了 CQE。CQE 會集結林肯實驗室和 MIT 的專家學者、設施和資源來加速量子科學的研發(fā)以及量子技術的應用。這方面的突破會改變未來的網(wǎng)絡安全、藥品研發(fā)、機器學習、通信系統(tǒng)、磁學量測量、導航等等。  圖丨從左到右分別是：林肯實驗室量子信息與集成納米系統(tǒng)組負責人 Eric Dauler，RLE 副主任、林肯實驗室研究員 William Oliver，以及 RLE 負責人 Marc Baldo。他們正在創(chuàng)立量子工程中心（Center for Quantum Engineering，以下簡稱 CQE）來支持前沿量子技術。 林肯實驗室負責人 Eric Evans 表示，這次合作將會“結合 RLE 和林肯實驗室的科研工作，使得我們能夠使用最新的量子比特技術、微電子學技術和算法來制造大型量子計算系統(tǒng)的原型機。我們希望能給量子計算這塊領域帶來新的突破。” RLE 副主任、林肯實驗室研究員 William Oliver 則將會負責 CQE。CQE 的總部也將設立在 RLE。Oliver 將量子工程看作量子信息科學的進階，他說道：“在過去很長一段時間里，量子設備僅僅存在于實驗室里。然而目前我們已經(jīng)確定了這些設備是可以運行的，所以從現(xiàn)在開始我們應該把重心放在現(xiàn)實應用上。” RLE 另一名副主任 Wolfgang Ketterle 也表示：“我們已經(jīng)幾乎能夠完全控制由原子、光子或類原子固態(tài)系統(tǒng)構成的簡單量子系統(tǒng)了。CQE 的創(chuàng)建將會加快科學探索的步伐，并且?guī)ьI我們實現(xiàn)更多量子工程的新應用�！� RLE 負責人 Marc Baldo 補充道，RLE 里物理和工程的交叉技術已經(jīng)足夠成熟到可以進行量子工程了。Baldo 說道：“最重要的是這是一個全新的前沿科技。我們完全不知道量子力學可以做什么。但我們知道的是他們是基于量子物理的，所以量子力學帶來的運用是經(jīng)典機器無法實現(xiàn)的。而我們?yōu)殚_啟這個方向的研究已經(jīng)準備了 20 到 30 年�！� 合并資源 MIT 和林肯實驗室在量子科研上的合作可以追溯到 20 年前。Oliver 和當時還在林肯實驗室的 MIT 教授 Karl Berggren，與 MIT 教授 Terry Orlando 開始了超導量子比特的科研（量子比特是量子計算機的基礎）。Oliver 說道：“很多量子信息科學理論和算法的基礎以及早期實驗性的實現(xiàn)都是在 MIT 研究出來的�！� 林肯實驗室是一個由美國政府資助的研發(fā)中心，其在設計與制作先進設備的原型機上尤其突出。那里的科研工作者們早已開始研究量子比特的實現(xiàn)方法，包括離子阱和超導電路，以及量子通信系統(tǒng)和傳感器。林肯實驗室的量子信息與集成納米系統(tǒng)組已經(jīng)證明了不少可行的集成量子電路實現(xiàn)方法，包括可以控制光電信號離子阱技術與可以制造多個超導量子比特和控制電路系統(tǒng)的工序。最近，量子通信系統(tǒng)也到了測試階段，其中包括了一條處于運轉中的、連接林肯實驗室和 MIT 校園的 42 公里長光纖維量子通訊試驗信道。量子信息與集成納米系統(tǒng)組負責人 Eric Dauler 表示：“在量子工程領域領先需要一系列能夠測試量子比特的控制、讀取和連接的實驗。我們希望利用 CQE 來拓展與大學里同行的合作，并且一起建立量子工程原理的基礎�！� MIT 的實驗室有著先進的設施來支持量子技術的發(fā)展。比如林肯實驗室內(nèi)就包括了一個經(jīng)過 ISO-9001 認證的、能夠制造前沿超導電路和離子阱量子比特應用微電子實驗室。MIT 最近又開啟了一個占地面積大于兩萬平方英尺（約 1858 平方米）的設施 MIT.nano 以供探索研發(fā)量子技術。 MIT 量子光學實驗室負責人 Dirk Englund 表示，CQE 給了他的團隊一個很好的機會。他可以在 CQE 與林肯實驗室和 Paola Cappellaro 領導的 MIT 量子工程團隊合作進行量子傳感器和網(wǎng)絡的研究�！拔覀�?nèi)齻�團隊對鉆石量子技術都擁有各自的專長，包括其相關的算法、制造和系統(tǒng)工程�！盓nglund 也認為 CQE“通過增強團隊合作科研能力更好地完成了林肯實驗室保護美國國家安全的使命�！� CQE 的建立背后有著多個出資機構。美國國家安全局（National Security Agency）的物質(zhì)科學實驗室（Laboratory for Physical Sciences，以下簡稱 LPS）也是 CQE 的創(chuàng)立者之一。其希望通過資助 CQE 來支持更多的研究生、博士生、科研項目以及課程開發(fā)。LPS 的技術主任 Charles Tahan 表示：“教育新一代量子科學家和量子工程師對于量子信息技術的未來是至關重要的�！� 林肯實驗室除了有每年 1500 萬美元的贊助來進行量子信息科學技術的基礎科研外，還有至少每年 400 萬美元可以內(nèi)部自由分配。這其中的一部分將被用于資助 CQE 的研究生、博士生和科研活動。同時，賽普拉斯半導體（Cypress Semiconductor）的創(chuàng)始人 T.J. Rodgers 將會資助 CQE 至少 500 萬美元在 MIT 來創(chuàng)立一個量子整合實驗室以及支付 RLE 翻新費用來容納更多的科研工作者與合作者。 打造量子“生態(tài)鏈” MIT 即將通過這個中心來設計一系列課程來訓練更多的量子“生力軍”�！冻瑢Я孔颖忍亍肪褪瞧渲幸婚T新的課程，在 2019 年這門課程將會再次開放給學生們。更多的量子課程，例如量子控制，量子噪聲，有噪情況下的中小型量子計算機算法，都已經(jīng)在籌備中。CQE 同時也參與了 MIT Digital Learning 的在線量子課程設計。《量子計算基礎》與《量子計算現(xiàn)狀》職業(yè)發(fā)展在線課程系列在 2018 年首次發(fā)布，并且在 2019 年繼續(xù)開放給大眾。 |
