Фотонный процессор для испытаний теории квантовых вычислений

Учёные из университета Бристоля совместно с японским телекоммуникационным гигантом Nippon Telegraph and Telephone (NTT) разработали программируемый оптический чип, способный обрабатывать фотоны в рамках исследований квантовых вычислений.

Согласно руководителю проекта, большой объём исследований фактически вложен в один оптический чип с простым управлением. Теперь любой желающий может проводить собственные эксперименты с фотонами. Делается это с такой же лёгкостью, с какой используется обычное программное обеспечение. Не потребуется постоянно привлекать физиков для подготовки к новым экспериментам.

Исследователи продемонстрировали ряд повторных программирований чипа под различные эксперименты. Ранее для каждого такого эксперимента требовались месяцы подготовки. Когда для каждой цепи готов программный код, требуются секунды для программирования чипа и миллисекунды для его переключения на новый эксперимент.

Линейный оптический чип имеет 6 режимов и состоит из 15 каскадно включенных интерферометров Маха-Цендера с 30 цепями сдвига фазы, каждая из которых может быть настроена произвольно. До 6 фотонов может подаваться в систему, в которой предусмотрен специальный фотонный детектор.

Исследователи запрограммировали систему для реализации квантовой логики и вентилей, бозонной выборки с верификационными тестами, 6-мерных комплексных матриц Адмара. На основе данной системы возможна реализация любого линейного оптического протокола.