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，來自布里斯托大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì)，就聲稱他們已經(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)承諾帶來指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的速度與性能。來自布里斯托大學(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)已聲稱開發(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(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，我們就可以通過軟件代碼來實(shí)現(xiàn)廣闊范圍內(nèi)的連續(xù)快速（或并發(fā)）執(zhí)行，以及無數(shù)的未來協(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)于這些尚處于開發(fā)階段的芯片，我們甚至還沒有想過新的學(xué)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(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“量子門” / quantum gates）。
而所謂的“一次可執(zhí)行數(shù)目顯著的計(jì)算過程”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)，允許大家通過互聯(lián)網(wǎng)來公開訪問運(yùn)行中的量子處理器，并計(jì)劃在不久的將來加入更多的芯片。
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。