(SeaPRwire) –   新竹，台灣，2024年11月08日 — 由國立清華大學（NTHU）物理系與量子科技中心教授朱志成領導的研究團隊最近宣布，他們已成功研發出世界上最小的量子電腦，僅使用一個光子。這也是台灣第一個研發出的光學量子電腦。

朱志成教授的研究團隊在新聞發布會上展示了他們的量子電腦，它在一個只有單個光子的光纖迴路中運行，可以處理複雜的數學運算，包括像 15 = 5 x 3 這樣的質因數分解 – 這是首次使用單個高維光子執行量子演算法。

該團隊的開創性研究發表在 9 月份的《物理評論應用》期刊上。

NTHU 校長 W. John Kao 表示，該團隊的開創性研究是量子電腦發展的一個里程碑。去年，他參觀了美國最先進的量子電腦實驗室，最讓他印象深刻的是一個佔據整個房間的巨大冷卻系統，將溫度保持在零下 273 攝氏度。然而，NTHU 研發的光學量子電腦可在室溫下運行，而且設備僅有箱子大小，這讓 Kao 感嘆道：「我希望有一天我們都能在桌子上擁有光學量子電腦！」

朱志成解釋說，光子是光的基本粒子。為了讓光子攜帶更多資訊，該團隊開發了一項技術，可以將資訊編碼到單個光子的 32 個維度上。眾所周知，一維物體是線條；二維物體是具有長度和寬度的平面；三維物體具有長度、寬度和高度。朱志成團隊創造的量子電腦能夠將資訊編碼到單個光子的 32 個維度（或時間區間）中，打破了世界紀錄。

朱志成將具有 32 維儲存容量的光子比作將單人自行車變成 32 人自行車。

朱志成進一步解釋說，傳統的光學量子電腦需要許多光子，但光子是概率生成的，時而出現，時而消失，這使得難以同時出現多個光子。這讓朱志成將注意力轉向了將所有資訊編碼到單個光子的可能性。該團隊的下一個目標是找到一種方法來進一步增加單個光子的資訊容量，以便它可以處理更複雜的量子運算。

普通電腦通過使用電流在電路板上傳輸數據來執行運算，而光學量子電腦使用光傳輸數據，並使用量子力學來執行運算。朱志成解釋說，普通電腦使用二進制數字（或位元），它只能表示 0 或 1，而量子電腦使用的量子位元（或量子位）可以同時表示 0 和 1。這種特性稱為量子疊加，使量子電腦能夠比普通電腦快數億倍地處理複雜的運算，例如質因數分解和大數據搜索。

理學院院長牟宗諭指出，這種光學量子電腦是 NTHU 量子科技中心資助的獨立研發成果，展示了學校在量子科技領域的技術實力以及對創新的承諾。光學量子電腦的未來應用範圍廣泛，包括新藥研發、優化物流和資訊安全。此外，由於光學量子電腦的效率遠遠超過目前使用的超級電腦，因此預計它們將對人工智慧的未來發展產生重大影響。

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