北京大学与中国科学院微电子研究所、浙江大学、丹麦科技大学等研究团队合作，克服了大规模光量子芯片设计、加工、调控和测量的诸多难题，制造出一款集成约2500个元器件的基于超大规模集成硅基光子学的图论光量子芯片，实现了面向通用型量子计算的多光子高维量子纠缠制备，以及编程玻色取样专用型量子计算。
该团队设计的图论光量子芯片实现了量子芯片与复数图的完全一一对应，图的边对应关联光子对源，图的顶点对应光子源到探测器的路径，芯片输出的光子符合计数对应于图的完美匹配数。边的振幅、相位均通过片上器件任意设置、顶点间的边连接方式通过线性可重构网络进行编程设置。通过多路径/多过程量子信息抹除的方式，实现了图论光量子芯片的全局量子相干性。通过编程该图论光量子芯片可任意重构八顶点无向复图，并执行与图对应的量子信息处理和量子计算任务。
团队发展出了基于互补金属氧化物半导体工艺（CMOS）的晶圆级大规模集成硅基光量子芯片制备技术和量子调控方法，通过优化设计光量子基本元器件（包括分束器、波导交叉器、干涉仪、光纤和芯片耦合器等）、优化波导器件加工工艺和芯片封装工艺，实现了低损耗的大规模集成硅基光量子芯片，并实现200通道以上相位精确操控及其量子态精确调控。该芯片单片集成了约2500个元器件，包括32个四波混频参量量子光源，以及200通道可编程移相器等器件，为目前国际上最大规模集成的光量子芯片。
该研究成果以题名“Very-large-scale integrated quantum graph photonics”发表在《Nature Photonics 》期刊上，原文链接为：https://www.nature.com/articles/s41566-023-01187-z
