Микропроцессор в компьютере — единственный многоцелевой чип, который коренным образом изменил жизнь людей, позволив им использовать одну машину для веб-сёрфинга, проверки почты и контроля за финансами.

Исследователи из Бристольского университета и Nippon Telegraph and Telephone смогли осуществить то же самое для квантового мира, разработав оптический чип, который может выполнять бесконечное множество операций над фотонами.

Полностью программируемый оптический чип позволяет реализовать множество как современных квантовых экспериментов, так и будущих, пока несуществующих протоколов, и открывает, по мнению его авторов, новую эру в исследованиях квантовых технологий.

В прошлом учёные понимали природу через поведение света. Сейчас ученые стремятся понять природу на квантовом уровне, однако главным барьером в проверке квантовых теорий являются время и ресурсы, необходимые для организации подобных экспериментов.

«Теперь кто угодно может проводить собственные эксперименты с фотонами, как с любой программой на компьютере. Ему больше не нужно убеждать физика потратить много месяцев на кропотливую организацию и проведение нового эксперимента», – заявил руководитель проекта, доктор Энтони Лаинг.

Команда продемонстрировала уникальные возможности чипа, перепрограммировав его, чтобы можно было быстро выполнить несколько различных экспериментов, каждый из которых ранее занимал у учёных несколько месяцев работы.

«После того как был написан код для каждой цепи, перепрограммирование чипа осуществлялось за секунды, а его переключение на новый эксперимент – за миллисекунды, – сообщает один из бристольских исследователей, Жак Кэролан. – Мы выполнили годовую программу экспериментов за несколько часов, получив научные результаты, о которых до того не имели никакого представления».

Устройство стало возможным благодаря объединению учёных с Nippon Telegraph and Telephone, одной из крупнейших в мире телекоммуникационных компаний.

Профессор Джереми Брайен, директор Центра квантовой Фотоники Бристольского университета, заявил:

«За последнее десятилетие мы создали экосистему для фотонных квантовых технологий, позволив лучшим умам квантовой информатики объединиться с экспертами в телекоммуникационной отрасли. Это — модель, которую надо поощрять».

Бристольский университет выступил первопроходцем в создании облачного сервиса «Quantum in the Cloud», делающего квантовый процессор доступным для широкой аудитории, и планирует дополнить его другими подобными процессорами, чтобы любой желающий смог открыть квантовый мир для себя.