量子计算公司PsiQuantum正加速推进光子量子计算机的研发,并试图借助现有半导体制造体系走向大规模商用。MIT Technology Review于14日(当地时间)报道称,PsiQuantum计划在现有晶圆厂生产量子芯片,并通过连接约100个低温机柜,构建具备实用规模的量子计算系统。
PsiQuantum成立于2016年,由4名拥有英国高校背景的物理学家创办。与不少仍停留在小型原型机阶段的量子计算方案不同,这家公司自成立之初就瞄准大型商用系统。公司去年完成10亿美元融资,目前正与地方政府在芝加哥推进据点建设,同时筹备澳大利亚第二据点。PsiQuantum表示,相关设施预计将在2027年前后具备运行条件,但这主要意味着低温设施和硬件部署到位,并不等同于完整实用型量子计算机已经建成。
从技术路线看,PsiQuantum并未选择超导电路或电子自旋,而是将光子作为量子比特载体。这一路线的优势在于,光子更容易保持量子态;但难点在于光子之间不易相互作用,控制和执行计算的难度也更高。为此,PsiQuantum计划通过光学开关、分束器和探测器组成的网络来完成计算:先利用激光产生光子并构建纠缠态,再在电路中执行运算,最后通过单光子测量得到结果。
目前,PsiQuantum已在加利福尼亚州Milpitas的设施内连接3个低温机柜开展测试,每个机柜可测试250块芯片。下一阶段,公司计划在澳大利亚据点部署更大规模的低温系统,并将机柜数量扩展至约100个,以进一步放大系统规模。现阶段设备运行温度为2K,基于液氦的冷却设施也是公司重点投入方向之一。
在供应链方面,PsiQuantum也在强化自主布局。公司自行制备钛酸钡材料,并交由位于纽约州Malta的GlobalFoundries生产芯片。其目标是借鉴数据中心硅光子芯片的制造体系,提高量产效率。
此外,PsiQuantum还与微软一同成为美国政府量子企业评估项目第三阶段两家入选公司之一。不过,外界也有观点认为,这一路线的技术验证难度并不低。与此同时,公司正与Lockheed Martin、Mercedes和Airbus合作,准备面向材料、电池和航空航天等领域开发算法。公司副总裁Philipp Ernst表示,其目标之一是将与药物代谢相关的P450酶计算时间缩短至4分钟。