在制作實打?qū)嵉牧孔庸庾佑嬎銠C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，來自布里斯托大學的一支研究團隊，就聲稱他們已經(jīng)打造出了這樣一款光子芯片。與當下的數(shù)字電子微處理器相比，光量子計算機承諾帶來指數(shù)級增長的速度與性能。來自布里斯托大學和日本電報電話公司（NTT）的研究人員，也在努力向著這一目標前進。

　　據(jù)悉，布里斯托大學和NTT的研究團隊已聲稱開發(fā)出了一款可完全編程的量子光學芯片，它能夠編碼和操縱光子，以實現(xiàn)無數(shù)種方法。

　　該芯片的“基底”仍然是常見的玻璃和硅材料，以及此前的光子芯片研究成果——即整合六個用于通用線性光學轉(zhuǎn)換的波導(dǎo)和15組干涉儀（疊加一個光子束到另一個上，以查找異常的強度或相位）。

　　其結(jié)果就是，量子處理器能夠在同一時間內(nèi)進行各種不同的操作。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，我們就可以通過軟件代碼來實現(xiàn)廣闊范圍內(nèi)的連續(xù)快速（或并發(fā)）執(zhí)行，以及無數(shù)的未來協(xié)議。

　　團隊研究員、布里斯托博士生Jacques Carolan表示：

　　“一旦我們?yōu)槊總€電路編寫了代碼，它會耗費數(shù)秒去為芯片重編程，并在ms級的時間內(nèi)切換到新的實驗中。

　　在幾個小時內(nèi)就能完成需要耗費一整年才能完成的實驗，對此我們感到非常興奮。對于這些尚處于開發(fā)階段的芯片，我們甚至還沒有想過新的學科。。。

　　該芯片已經(jīng)制造和封裝，從理論上來說，我們可以在一天的時間里執(zhí)行上千個不同的實驗，這在幾年前簡直是不可想象的”。

　　由左至右，分別是來自布里斯托大學的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)學運算可以用來執(zhí)行與標準的電子邏輯處理器等效的布爾函數(shù)（亦稱“量子門” /  quantum gates）。

　　而所謂的“一次可執(zhí)行數(shù)目顯著的計算過程”的意思，是指其可以模擬的標準邏輯陣列的性能。這種技術(shù)的內(nèi)在靈活性也意味著通用量子計算機的“普遍性”（比如有效地模擬數(shù)字計算機的一個任意狀態(tài)）。

　　盡管當前仍處于“適度規(guī)模”（modest  scale），研究人員們已經(jīng)承諾設(shè)計和打造一臺大型的通用量子計算機。其下一階段的發(fā)展方向是擴展其功能和性能，然后在NTT和其他計算機網(wǎng)絡(luò)公司合作伙伴那里（比如電信領(lǐng)域）進行驗證使用。

　　為了鼓勵量子計算的研究和發(fā)展，英國布里斯托大學還首創(chuàng)了“量子云”（Quantum in the  Cloud）服務(wù)，允許大家通過互聯(lián)網(wǎng)來公開訪問運行中的量子處理器，并計劃在不久的將來加入更多的芯片。

　 　布里斯托大學量子光子學主任、Jeremy   O‘Brien教授表示：“在過去10年時間里，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。若要實現(xiàn)我們的在量子計算機模型上的愿景，就必須鼓勵這一模式”。

　　有關(guān)這項研究的論文已經(jīng)發(fā)表在近期出版的《科學》（Science）雜志上。