(圖片來源於(yu) ：布裏斯托大學)

光子量子計算機，比起今天的數字電子微處理器，可達到指數級的速度，並且更加強有力。為(wei) 了將這項技術實現，光子電路必須和普通的微處理器一樣，首先要可以高效處理多任務。布裏斯托大學以及日本電信電話公司(NTT)宣稱，已經開發出了一種完全可重新編程的量子光處理芯片，能夠以無限種方式操作和解碼光子。這項研究的成果在科學雜誌上發表。

組成

新的設備可以使用標準的半導體(ti) 製造技術進行製造，由玻璃和矽構成，具有六個(ge) 波導管用於(yu) 通用線性光學轉換，和15個(ge) 集成幹涉儀(yi) (設備在一個(ge) 光子束上又添加了一個(ge) 光子束，來尋找異常亮度和相位)，每個(ge) 都可以單獨編程。這樣使得一係列不同的量子處理器操作，可以同時進行。

可編程

穩定以及快速的可重編程的芯片體(ti) 係結構，可以通過軟件代碼來變。這意味著一個(ge) 大規模的基於(yu) 目前設計的量子實驗，可以連續或者同步的快速進行，使得無數未來協議得以實現。

“我們(men) 一旦寫(xie) 了每個(ge) 電路的代碼，幾秒鍾後重新編程芯片，幾毫秒後，芯片切換至新實驗，”布裏斯托大學的博士生和研究團隊成員，Jacques Carolan說道。“我們(men) 為(wei) 了這幾個(ge) 小時，進行了一年的實驗。我們(men) 真正感到激動的是，使用這些芯片去開發新科學。芯片被封裝和製造，這樣我們(men) 永遠不需要重新調整它。我們(men) 一天就可以執行1000多個(ge) 不同的實驗。這在幾年前是不可想象的。”

布裏斯托大學的研究人員 (從(cong) 左到右): Chris Sparrow, Chris Harrold, Jacques Carolan，Anthony Laing博士

(圖片來源於(yu) ：布裏斯托大學)

價(jia) 值

光子輸入和輸出的數量，意味著新的處理器可以馬上應用於(yu) 新研究領域。它們(men) 能夠產(chan) 生“幺正性”。這些數學運算符，能夠應用於(yu) 一些列的量子位，執行與(yu) 標準的電子邏輯處理器相當的布爾代數運算，也稱為(wei) 量子門。事實上，它能夠一次處理巨大的數量計算，意味著它能夠仿真標準邏輯陣列的性能。

這種技術內(nei) 在的靈活性，也可以導致一種“普遍性的”狀態，通用量子計算機可以有效地模仿任意的數字計算機。盡管，這仍然還在適度規模。但是，如果研究人員的工作完成了大部分的實現，這意味著朝著設計和創造大規模通用的量子計算機，邁出了標誌性的一步。

未來

開發下一步的工作，將是擴大它的功能和能力，證明技術可以用於(yu) 和日本電報電話公司合作的通信領域，以及其他的電腦和網絡公司。

布裏斯托大學成為(wei) “量子雲(yun) ”服務的先鋒,作為(wei) 量子計算研發的巨大激勵的一部分，允許公眾(zhong) 可以通過互聯網訪問正在工作的量子處理器，並計劃在將來增加更多的芯片。

“在過去的10年裏，我們(men) 已經建立了光量子計算技術的生態係統，量子信息領域的專(zhuan) 家們(men) ，可以將進入通信領域的研究和工程實踐。”布裏斯托大學的量子光學研究中心的主任Jeremy O'Brien教授說道。“我們(men) 要發展模型，實現我們(men) 量子計算機的願景。”