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薛定諤外孫要造全球首臺商用量子計算機,矽光子路線真的是量子計算未來嗎

累計融資 6.65 億美元,要造全球首臺商用量子計算機。

7 月 28 日訊息,昨日,美國光量子計算創企 PsiQuantum 宣佈,已完成 4.5 億美元(約合人民幣 29.24 億元)的 D 輪融資。本輪融資由美國投資管理公司貝萊德(BlackRock)領投,微軟 M12 風險投資基金等跟投。

今年 5 月,PsiQuantum 宣佈和格芯合作推出了 Q1 量子系統,雙方正在生產量子計算機部件和晶片。PsiQuantum 官網顯示,本輪 4.5 億美元融資將用來建造世界上第一臺具有商業可行性的量子計算機。這或許將加快 PsiQuantum 宣稱的首臺商業量子計算機生產進度。

到目前為止,PsiQuantum 已經籌集了 6.65 億美元(約合人民幣 43.21 億元)的資金,在量子計算創企中名列前茅。

▲ PsiQuantum 成立至今的重要節點(來源:PsiQuantum)

4 名英國學者聯合創辦,薛定諤外孫為首席架構師

PsiQuantum 由 Jeremy O'Brien、Terry Rudolph、Pete Shadbolt 和 Mark Thompson 4 位英國高校學者於 2016 年建立,其總部位於美國加利福尼亞。公司創立後,上述 4 人在 PsiQuantum 分別擔任執行長、首席架構師、首席戰略官和首席技術官職位。

▲ PsiQuantum 執行長 Jeremy O'Brien(左一)、首席架構師 Terry Rudolph(左二)、首席戰略官 Pete Shadbolt(左三)和首席技術官 Mark Thompson(左四)

2001 年,Jeremy O'Brien 在澳大利亞新南威爾士大學獲得了量子技術的 PhD(博士)學位。畢業後,他作為訪問學者和客座教授訪問過北海道大學、昆士蘭大學、大阪大學、悉尼大學、斯坦福大學和 NTT(日本電報電話公司)等多家高校、企業。從 2006 年開始,Jeremy O'Brien 在英國布里斯托大學工作了 12 年,是該校量子光學中心的主任兼物理與電氣工程教授。

Terry Rudolph 此前曾在貝爾實驗室進行了 2 年的研究;2003 年,他於倫敦帝國理工學院任職,主要研究方向為量子資訊和量子力學基礎。他也是量子領域 PBR 定理的發現者之一,該發現曾被譽為自貝爾定理以來量子理論基礎中最重要的發現之一。此外,他還是奧地利物理學家薛定諤的外孫

Pete Shadbolt 2014 年在布里斯托大學獲得了光量子計算博士學位,此後在倫敦帝國理工學院擔任博士後。同年,他被 Jeremy O'Brien 推薦獲得了英國研究委員會頒發的 EPSRC Rising Star 獎。

Mark Thompson 則是 PsiQuantum 的首席技術官,曾在劍橋大學獲得了工程博士學位。博士畢業後,Mark Thompson 在劍橋大學留校工作了 2 年;2009 年他又在日本東芝擔任研發工程師一職。從 2008 年至今,Mark Thompson 在布里斯托大學擔任量子光子學教授。

02. 和格芯合作推出 Q1 量子計算晶片,擴充套件路徑已出現

和谷歌、IBM 採用的超導路線不同,PsiQuantum 計劃使用矽光子晶片搭建量子計算機。該公司通過標準的半導體工藝將光子電路整合到晶片上,然後使用光子電路來操縱光量子,以實現可容錯、糾錯的量子計算。

今年 1 月,PsiQuantum 釋出了基於融合的量子計算模型(fusion-based quantum computing),該模型可以容忍光子損失對量子計算的影響,達到容錯量子計算。

論文連結:https://arxiv.org/abs/2101.09310

5 月,PsiQuantum 與美國晶圓廠商格芯合作,共同完成了“基於矽光子的整合量子系統(silicon photonics-based quantum system)”的研發。該量子系統被稱為 Q1 系統,而 PsiQuantum 和格芯正在生產光量子探測器等系統元件和 Q1 量子晶片。

當前,PsiQuantum 和格芯一起將超導光子探測器引入了 300mm 晶圓產線,這也意味著量子裝置的生產將具備規模化、可擴充套件的特性,使 PsiQuantum 看到了實現百萬量子位元規模的可行路徑。

PsiQuantum 稱,Q1 集成了電子控制、光學 I/O、封裝等技術,電晶體數量超過 7.5 億個。在研發過程中,PsiQuantum 也擁有了大量專利,覆蓋了從新型材料、光子操作、裝置、光學、低溫系統等眾多領域。

▲ PsiQuantum Q1 晶片(來源:PsiQuantum)

矽光子路線獲投資者認可,微軟讚揚工程計劃穩健

針對本輪融資,Jeremy O'Brien 提到量子計算是迄今為止最能夠改變世界的技術;而他堅信,矽光子學是實現容錯量子計算機,並達到百萬量子位元規模的唯一途徑。本次 4.5 億美元的融資也證明了他們對於這一路線的篤信和重視。

BlackRock 董事總經理 Tony Kim 對這一說法表達了贊同,他認為,矽光子與量子計算架構的結合是最可能實現的方法。而商業化的通用量子計算機將有潛力解決氣候、醫療保健和能源等領域所面臨的挑戰。

M12 董事總經理 Samir Kumar 也分享了微軟投資 PsiQuantum 的原因。他談道,PsiQuantum 的雄心和其穩健、嚴格、循序漸進的工程計劃相匹配,而微軟和 PsiQuantum 也在量子計算機的實用規模上有著相同的認知,即商用化的容錯量子計算機必須達到百萬量子位元規模。

04. 結語:商業化落地是關鍵,PsiQuantum 技術路線獲資本青睞

當前,量子計算已經是最具潛力的新興技術,IBM、谷歌、微軟等科技巨頭都加入了這一領域。除了這些科技巨頭,量子計算創企也是這一新興賽道的重要玩家,加拿大 Xanadu、D-Wave、美國 PsiQuantum,以及中國本源量子、玻色量子等都有著獨特的量子計算路線。

雖然當前量子計算行業百家爭鳴,但是從量子規模來看,整個行業距離商業化落地仍有一定距離。誰能夠率先實現商業化落地、吃到技術紅利,誰就能夠佔得先機。而本次融資後,PsiQuantum 累計獲得 6.65 億美元融資,側面證明其技術路線可行性較高,具有落地潛力。