(图片来源于：布里斯托大学)

光子量子计算机，比起今天的数字电子微处理器，可达到指数级的速度，并且更加强有力。为了将这项技术实现，光子电路必须和普通的微处理器一样，首先要可以高效处理多任务。布里斯托大学以及日本电信电话公司(NTT)宣称，已经开发出了一种完全可重新编程的量子光处理芯片，能够以无限种方式操作和解码光子。这项研究的成果在科学杂志上发表。

组成

新的设备可以使用标准的半导体制造技术进行制造，由玻璃和硅构成，具有六个波导管用于通用线性光学转换，和15个集成干涉仪(设备在一个光子束上又添加了一个光子束，来寻找异常亮度和相位)，每个都可以单独编程。这样使得一系列不同的量子处理器操作，可以同时进行。

可编程

稳定以及快速的可重编程的芯片体系结构，可以通过软件代码来变。这意味着一个大规模的基于目前设计的量子实验，可以连续或者同步的快速进行，使得无数未来协议得以实现。

“我们一旦写了每个电路的代码，几秒钟后重新编程芯片，几毫秒后，芯片切换至新实验，”布里斯托大学的博士生和研究团队成员，Jacques Carolan说道。“我们为了这几个小时，进行了一年的实验。我们真正感到激动的是，使用这些芯片去开发新科学。芯片被封装和制造，这样我们永远不需要重新调整它。我们一天就可以执行1000多个不同的实验。这在几年前是不可想象的。”

布里斯托大学的研究人员 (从左到右): Chris Sparrow, Chris Harrold, Jacques Carolan，Anthony Laing博士

(图片来源于：布里斯托大学)

价值

光子输入和输出的数量，意味着新的处理器可以马上应用于新研究领域。它们能够产生“幺正性”。这些数学运算符，能够应用于一些列的量子位，执行与标准的电子逻辑处理器相当的布尔代数运算，也称为量子门。事实上，它能够一次处理巨大的数量计算，意味着它能够仿真标准逻辑阵列的性能。

这种技术内在的灵活性，也可以导致一种“普遍性的”状态，通用量子计算机可以有效地模仿任意的数字计算机。尽管，这仍然还在适度规模。但是，如果研究人员的工作完成了大部分的实现，这意味着朝着设计和创造大规模通用的量子计算机，迈出了标志性的一步。

未来

开发下一步的工作，将是扩大它的功能和能力，证明技术可以用于和日本电报电话公司合作的通信领域，以及其他的电脑和网络公司。

布里斯托大学成为“量子云”服务的先锋,作为量子计算研发的巨大激励的一部分，允许公众可以通过互联网访问正在工作的量子处理器，并计划在将来增加更多的芯片。

“在过去的10年里，我们已经建立了光量子计算技术的生态系统，量子信息领域的专家们，可以将进入通信领域的研究和工程实践。”布里斯托大学的量子光学研究中心的主任Jeremy O'Brien教授说道。“我们要发展模型，实现我们量子计算机的愿景。”