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新開發一種多用途光學芯片，可以生成、操縱和測量糾纏和混合這兩種量子現象，這兩種現像是基本驅動力量，可用於未來的量子計算機，這種芯片已開發出來，開發者是布里斯托爾大學（University of Bristol）量子光子學中心的研究人員。這項工作代表著重要的一步，這場比賽就是要開發量子計算機。

一種基本方法可以驅動量子計算機，就是糾纏，它可以連接距離遙遠的兩個粒子，愛因斯坦稱為著名“超距幽靈作用”（spooky action at a distance）。布里斯托爾大學研究人員首次表明，這一著名現象可以生成、操縱和測量，完全可以採用一個微小的矽芯片進行。他們還使用相同芯片來測量混合，這往往是環境中不需要的效果，但這種現象現在可以控制，用於表徵量子電路，這也是物理學家的根本利益。

“為了製成量子計算機，我們不僅要能夠控制複雜的現象，如糾纏和混合，也要能夠在芯片上做到這一點，這使我們可以升級、複製很多這樣的微型電路，而採用的大多是相同的方式，就像我們今天的現代計算機，”傑里米•奧布萊恩教授（Jeremy O'Brien）說，他是量子光子學研究中心主任。“我們的設備可以做到這一點，而且我們相信，這是前進了一大步，將帶來光學量子計算。”

這種芯片有70毫米×3毫米，可以進行幾個實驗，而通常情況下，每個實驗都要採用光學平台，平台有一個大餐桌大小。它包含微小的通道網絡，可以誘導、操作和互動單光子，也就是光的粒子。使用8個可重構電極，嵌入電路，光子對就可以被操縱和糾纏，這可以產生任何可能的雙光子糾纏態，或單光子的任何混合態。

“這並不理想，因為你的量子計算機只能執行一個特定的任務，” 彼得•夏德保爾特（Peter Shadbolt）解釋說，他是這項研究的主要作者，論文發表在《自然•光子學》 （Nature Photonics）雜誌上。“我們寧願有一個可重構的裝置，可以執行各種各樣的任務，很像我們今天的台式電腦，這種可重構性能正是我們現在證明的。這一設備比以前的實驗複雜10倍左右，以前的實驗也使用這種技術。這是令人興奮的，因為我們可以用非常簡單的方式，進行許多不同的實驗，用一個單一的可重構芯片就行。”

這些研究人員一直在開發量子光子芯片，已經過去6年了，目前，正在升級這一複雜的設備，把這項技術作為構建模塊，用於未來的量子計算機。

英國倫敦帝國學院（Imperial College in London）特里•魯道夫（Terry Rudolph）博士認為，這項工作是一項重大的進步。他說：“能夠生成、操縱和測量糾纏，在芯片上做成，就是一個了不起的成就。它不僅是一項關鍵進步，可用於很多量子技術，如光學量子計算，這些技術會徹底改變我們的生活，而且，它給了我們更多的機會，可以探討和擺弄一些很怪異的量子現象，這些現像我們仍在努力理清頭緒。他們使這很容易了，幾秒鐘就可以做一個撥號實驗，過去要用幾個月，而且我甚至不知道，現在我是否可以做我自己的實驗。”

資料來源:英國倫敦帝國學院