物理学家利用新的量子设备取得突破

维也纳大学的一个物理学家团队创造了一种名为量子忆阻器的新型量子设备，它可以将人工智能（AI）和量子技术的世界结合起来。 该实验是由国家研究委员会（CNR）和意大利米兰理工大学联合进行的，是在单光子集成量子处理器上实现的。 

这项研究发表在杂志 自然光子学“. 

发现忆阻器

人工智能应用依赖于受人脑生物结构启发的神经网络，并对它们进行数学训练，直到它们能够执行面部识别、驾驶或解释图像等人类任务。 无论是学术界还是工业界，这些领域的主要研究重点领域之一是能够快速高效地执行计算的设备的集成。 

早在 2008 年，随着忆阻器的发现，该领域发生了巨大的飞跃，忆阻器是一种根据过去电流的记忆来改变其电阻的装置。 随着忆阻器的发现，科学家们了解到忆阻器的行为与神经突触相似。 这使得忆阻器成为神经形态架构的主要部分。 

设计量子忆阻器

该实验物理学家小组由 Phillip Walther 教授和 Roberto Osellame 博士领导，他们演示了如何设计与忆阻器具有相同行为的设备。 该设备还作用于量子态，可以编码和传输量子信息，因此被称为“量子忆阻器”。 考虑到忆阻器的动力学特性，创建这样的设备极其困难，而忆阻器的动力学通常与典型的量子行为相矛盾。 

该团队依靠单光子及其在两条或更多路径的叠加中同时传播的能力。 这极大地帮助团队实现了这样的设备。 

他们进行了一项实验，其中单光子沿着玻璃基板上激光写入的波导传播。 这些单光子在多个路径的叠加上被引导，其中一个路径用于测量穿过设备的光子通量。 这些光子的数量调制其他输出上的传输，从而实现类似于忆阻器的所需行为。 

研究人员还能够进行模拟，证明具有量子忆阻器的光学网络可用于学习经典和量子任务。 这使得团队相信量子忆阻器是融合人工智能和量子计算领域所需要的。 

米歇尔·斯帕尼奥洛是该研究的第一作者。 

Spagnolo 表示：“释放人工智能中量子资源的全部潜力是当前量子物理和计算机科学研究面临的最大挑战之一。”