香港理工大學(理大)的研究團隊成功研發出世界首創的16位量子比特半導體微型處理器晶片，為模擬大型複雜分子譜提供了全新的解決方案，團隊精心設計基於量子疊加與量子糾纏模擬方案，而傳統方式則需要耗費大量的運算時間。此項研究成果已發表於《自然通訊》( Nature Communications)，題為 「基於壓縮真空態製備的大尺度光子網絡用於分子振動譜模擬」。這項尖端技術為解決複雜的量子化學問題創造條件，亦為量子計算應用帶來了新的突破。

　研究團隊由理大電機及電子工程學系量子工程與科學講座教授、量子技術研究院院長、傑出創科學人教授及新加坡工程院院士劉愛群領導，及研究論文第一作者博士後研究員朱慧慧主導及團隊的共同努力，合作機構包括南洋理工大學、香港城市大學、北京理工大學、南方科技大學、新加坡微電子研究所及瑞典的查爾摩斯理工大學。

　朱慧慧與團隊透過實驗展示了這款大規模量子微型處理器晶片的強大功能。團隊利用線性光子網絡及壓縮真空量子光源來模擬分子振動譜。該16位量子微處理晶片是在單個晶片上製造和集成。團隊還研發了一套完整系統，包括用於量子光子微型處理器晶片與控制模組的光電熱封裝、驅動軟件及用戶介面，以及可程式化的底層量子演算法。開發的量子電腦系統可應用不同計算模型。

　量子微型處理器可用於處理複雜任務，例如更加快捷、準確地模擬大型蛋白質結構或優化分子反應。朱慧慧表示：「我們的方法可以突破傳統限制，實現早期的實用分子模擬，有望在相關的量子化學應用中實現量子加速。」

　量子技術在材料科學、化學及凝聚體物理學等科學領域非常重要。量子微型處理器晶片是量子電腦的核心技術，為量子信息處理提供不可替代的技術方案。

　該研究成果為無數實際應用打開了新的大門，包括解決分子對接問題，以及使用圖形分類等量子機器學習技術。劉愛群說：「我們的研究為解決實際的量子模擬技術開闢了新途徑。下一步，我們將擴大微型處理器的規模，以應對更複雜的應用，造福社會。」

　頂圖圖説：理大電機及電子工程學系量子工程與科學講座教授、量子技術研究院院長、傑出創科學人教授劉愛群（左二）領導的研究已發表於《自然通訊》，第一作者為博士後研究員朱慧慧（右二）。理大供圖

　研究團隊成功研發出世界首創的16位量子比特半導體微型處理器晶片。理大供圖