近期，歐洲科學家成功將量子電腦的核心元件縮小至晶片級別，為量子運算的普及化鋪平道路。這項突破性進展源自新加坡南洋理工大學（NTU）的研究團隊，他們開發出一種利用超薄材料產生糾纏光子對的方法，將量子運算的關鍵組件縮小了約1000倍。

量子電腦的運作依賴於量子位元（qubit），其特殊性質使其能夠同時處於多個狀態，實現並行運算。在眾多量子位元的實現方式中，光子因其在室溫下即可產生和糾纏，且具有極高的傳輸速度，成為理想的候選者。然而，傳統上，產生糾纏光子對的方法需要使用毫米厚的晶體，並配備複雜的光學設備來維持光子之間的糾纏關係，這使得整個系統體積龐大，難以整合到晶片中。

NTU的研究團隊針對這一挑戰，提出了一種創新的解決方案。他們使用僅1.2微米厚的二維材料來產生糾纏光子對，這種材料比人類頭髮還要薄80倍。更重要的是，這種方法無需額外的光學設備即可維持光子對之間的量子糾纏，大大簡化了整個系統的設置。這一突破為量子資訊和光子量子運算的應用提供了更簡單、更緊湊的設置，並有望加速量子運算技術的商業化進程。

量子運算被認為有望徹底改變我們解決複雜問題的方式。例如，當前超級電腦需要數百萬年才能完成的運算，量子電腦可以在幾分鐘內完成。此外，量子運算在氣候模擬、新藥開發、金融市場分析等領域也展現出巨大的潛力。

然而，量子運算的實現仍面臨諸多挑戰。量子位元的穩定性和環境干擾是目前研究的主要難題。此外，量子電腦需要在接近絕對零度的極低溫環境中運行，這大幅增加了其運行成本與部署難度。因此，如何實現長時間穩定的量子態，並降低運行成本，仍是未來研究的關鍵方向。