近年来，关于通用量子计算机的新闻屡屡见于报端，IBM（国际商用机器）、谷歌和英特尔等公司竞相宣告实现了更高的量子比特数纪录，但几十个甚至更多的量子比特数，若无法全互连、精度不够且难以纠错，通用量子计算依然难以实现。与之相比，模拟量子计算可以直接构建量子系统，无需依赖複杂量子纠错。作为模拟量子计算的一个强大算法核心，二维空间中的量子行走，能够将特定计算任务对应到量子演化空间中的相互耦合係数矩阵中。当量子演化体系能够製备得足够大并且能灵活设计结构时，可以用来实现许多算法和计算任务，展现出远优于传统计算机的表现。

上海交大金贤敏团队通过飞秒雷射直写技术製备了节点数多达49×49的三维光量子计算晶片。这种世界最大规模的光量子计算晶片，使得真正空间二维自由演化的量子行走得以在实验中首次实现，并将促进未来更多以量子行走为核心的量子算法的实现。

《基于光子晶片的二维量子行走实验研究》的论文显示，研究人员通过发展高亮度单光子源和高时空分辨的单光子成像技术，直接观察了光量子的二维行走模式输出结果。实验验证量子行走不论在一维还是二维演化空间中，都具有区别于经典随机行走的弹道式传输特性。这种加速传输正是支持量子行走能够在许多算法中超越传统计算机的基础。曾有理论指出瞬态网路特性只在大于一维的量子行走中才能实现，而以往準二维量子行走实验由于受限的量子演化空间，无法观测网路传播特徵。该研究首次在实验中成功观测到了瞬态网路特性，进一步验证了所实现的量子行走的二维特徵。

研究人员利用这个晶片演示了模拟量子计算的一种算法核心“量子随机行走”。金贤敏说，当这种量子演化体系製备得足够大且可灵活设计其结构时，可以实现多种算法和计算任务，表现远优于传统计算机。

模拟量子计算不同于通用量子计算，可直接构建量子系统，无需像通用量子计算那样依赖複杂的量子纠错，一旦能够製备和控制的量子物理系统达到新尺度，将可直接用于探索新物理和在特定问题上推进远超传统计算机的绝对计算能力。