采用光子学合成维度的系统，可以用于解释复杂的自然现象。

罗彻斯特大学的研究人员研发了一种芯片尺度的光学量子模拟系统，利用受控光子频率来模拟量子级复杂自然现象，从而缩小了传统方法的物理空间占用和资源需求。这一创新开创了一个量子相关的合成晶体，为更复杂的未来模拟铺平了道路。

科学家们在开发足够先进的计算机以在量子层面模拟复杂自然现象方面迈出了重要一步。尽管这些类型的模拟对于经典计算机来说过于繁琐或者根本不可能处理，但基于光子技术的量子计算系统可能提供了一种解决方案。

来自罗切斯特大学哈吉姆工程与应用科学学院的一支研究团队成功开发出一种新型芯片尺寸的光学量子模拟系统，该系统有望推动实现该领域的可行性。由电气与计算机工程学系和光学学科教授林强领导的团队在6月22日的《自然光子学》期刊上发布了他们的研究成果。

林团队在一个合成的空间中进行了模拟实验，该空间通过控制量子纠缠光子的频率或颜色来模拟物理世界随时间推移的情况。这种方法不同于传统的基于光子学的计算方法，其中光子的路径是被控制的，而且极大地减少了实际占用空间和资源的需求。

林说：“我们第一次成功制造出一种量子相关的合成晶体。我们的方法极大地扩展了合成空间的维度，使我们能够模拟几种量子规模现象，如量子纠缠光子的随机行走。”

研究人员表示，这个系统可以为将来更复杂的模拟提供基础。

“虽然被模拟的系统已经被很好地理解，但这个原理验证实验展示了这种新方法在扩大规模以应对更复杂的模拟和计算任务方面的能力，我们对未来的研究充满了期待。”来自于该研究的主要作者，Usman Javid这样说道。