在制作實(shí)打?qū)嵉牧孔庸庾佑?jì)算機(jī)之前,，光子電路必須至少首先在多任務(wù)效率上與其想要替代的傳統(tǒng)微處理器持平。而現(xiàn)在,，來(lái)自布里斯托大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì),，就聲稱(chēng)他們已經(jīng)打造出了這樣一款光子芯片。與當(dāng)下的數(shù)字電子微處理器相比,，光量子計(jì)算機(jī)承諾帶來(lái)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的速度與性能,。來(lái)自布里斯托大學(xué)和日本電報(bào)電話公司（NTT）的研究人員,，也在努力向著這一目標(biāo)前進(jìn)。
據(jù)悉,，布里斯托大學(xué)和NTT的研究團(tuán)隊(duì)已聲稱(chēng)開(kāi)發(fā)出了一款可完全編程的量子光學(xué)芯片,，它能夠編碼和操縱光子，以實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)種方法,。
該芯片的“基底”仍然是常見(jiàn)的玻璃和硅材料,，以及此前的光子芯片研究成果——即整合六個(gè)用于通用線性光學(xué)轉(zhuǎn)換的波導(dǎo)和15組干涉儀（疊加一個(gè)光子束到另一個(gè)上，以查找異常的強(qiáng)度或相位）,。
其結(jié)果就是,，量子處理器能夠在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)行各種不同的操作。更妙的是,，該芯片的架構(gòu)非常穩(wěn)定,，并且擁有可以快速重編程的特性。
如此一來(lái),，我們就可以通過(guò)軟件代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)廣闊范圍內(nèi)的連續(xù)快速（或并發(fā)）執(zhí)行,，以及無(wú)數(shù)的未來(lái)協(xié)議。
團(tuán)隊(duì)研究員,、布里斯托博士生Jacques Carolan表示：
“一旦我們?yōu)槊總€(gè)電路編寫(xiě)了代碼,，它會(huì)耗費(fèi)數(shù)秒去為芯片重編程，并在ms級(jí)的時(shí)間內(nèi)切換到新的實(shí)驗(yàn)中,。
在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就能完成需要耗費(fèi)一整年才能完成的實(shí)驗(yàn)，對(duì)此我們感到非常興奮,。對(duì)于這些尚處于開(kāi)發(fā)階段的芯片,，我們甚至還沒(méi)有想過(guò)新的學(xué)科。,。,。
該芯片已經(jīng)制造和封裝，從理論上來(lái)說(shuō),，我們可以在一天的時(shí)間里執(zhí)行上千個(gè)不同的實(shí)驗(yàn),，這在幾年前簡(jiǎn)直是不可想象的”。
由左至右,，分別是來(lái)自布里斯托大學(xué)的Chris Sparrow,、Chris Harrold、Jacques Carolan,、以及Anthony Laing,。
光子I/O的數(shù)量也意味著新處理器能夠應(yīng)用到全新的應(yīng)用領(lǐng)域，這種數(shù)學(xué)運(yùn)算可以用來(lái)執(zhí)行與標(biāo)準(zhǔn)的電子邏輯處理器等效的布爾函數(shù)（亦稱(chēng)“量子門(mén)” / quantum gates）,。
而所謂的“一次可執(zhí)行數(shù)目顯著的計(jì)算過(guò)程”的意思,，是指其可以模擬的標(biāo)準(zhǔn)邏輯陣列的性能,。這種技術(shù)的內(nèi)在靈活性也意味著通用量子計(jì)算機(jī)的“普遍性”（比如有效地模擬數(shù)字計(jì)算機(jī)的一個(gè)任意狀態(tài)）。
盡管當(dāng)前仍處于“適度規(guī)?！保╩odest scale）,，研究人員們已經(jīng)承諾設(shè)計(jì)和打造一臺(tái)大型的通用量子計(jì)算機(jī)。其下一階段的發(fā)展方向是擴(kuò)展其功能和性能,，然后在NTT和其他計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)公司合作伙伴那里（比如電信領(lǐng)域）進(jìn)行驗(yàn)證使用,。
為了鼓勵(lì)量子計(jì)算的研究和發(fā)展，英國(guó)布里斯托大學(xué)還首創(chuàng)了“量子云”（Quantum in the Cloud）服務(wù),，允許大家通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)公開(kāi)訪問(wèn)運(yùn)行中的量子處理器,，并計(jì)劃在不久的將來(lái)加入更多的芯片。
布里斯托大學(xué)量子光子學(xué)主任,、Jeremy O‘Brien教授表示：“在過(guò)去10年時(shí)間里,，我們已經(jīng)建立了光量子技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)，使得量子信息科學(xué)界最優(yōu)秀的人才和電信行業(yè)的工程技術(shù)能夠與既定的 研究掛鉤,。若要實(shí)現(xiàn)我們的在量子計(jì)算機(jī)模型上的愿景,，就必須鼓勵(lì)這一模式”。
有關(guān)這項(xiàng)研究的論文已經(jīng)發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》（Science）雜志上,。