《自然》重磅:百万级量子芯片量产,PsiQuantum引领量子计算工业化时代

梓萱说 2025-03-03 13:28:31

量子计算机,曾几何时,它只存在于科幻小说之中。

如今,我们是否真的站在了量子计算革命的边缘?

PsiQuantum公司给出了一个响亮的答案。

这家雄心勃勃的公司,宣布成功研发出可规模化量产的光子量子芯片“Omega”,并将这一重磅成果发表在了顶级科学期刊《自然》上。

这预示着,量子计算或许即将走出实验室,真正进入我们的生活。

量子计算拥有着改变世界的潜力,它有望彻底革新新药研发、物流优化、金融投资、新材料设计以及密码安全等诸多领域,甚至能加深我们对自然界的理解。

传统的量子计算方案面临着巨大的挑战。

量子比特极其脆弱,容易受到环境干扰而失去量子特性,需要极其苛刻的低温环境。

此外,制造足够多的高质量量子比特也一直是难以逾越的技术障碍。

这些都限制了量子计算的实际应用。

PsiQuantum的突破性成果,为量子计算领域带来了新的曙光。

他们与全球知名芯片制造商格芯合作,利用成熟的45纳米半导体生产线,成功制造出数百万个量子器件。

这意味着量子芯片的生产不再局限于实验室的小规模制造,而是可以像传统芯片一样,进行大规模的工业化生产。

PsiQuantum首席执行官Jeremy O'Brien强调,这不是实验室的突破,而是一项已经走出实验室、达到最高成熟度水平的技术。

Omega芯片的核心技术在于“融合基量子计算”(FBQC)架构。

与Google、IBM等公司采用的超导量子比特技术不同,PsiQuantum选择光子作为量子比特的载体。

O'Brien解释说,他们近20年前就选择了光子路线,正是因为其与半导体制造技术的兼容性,使其具备规模化生产的潜力。

这项技术包含四个关键部分:利用硅波导生成高纯度光子对的光子源、操控光子状态的集成光学元件、实现高效量子测量的超导纳米线单光子探测器,以及通过光纤连接多个芯片、构成分布式量子计算网络的芯片间连接技术。

Omega芯片的各项性能指标也令人印象深刻。

其单量子比特状态制备和测量保真度高达99.98%,双光子量子干涉可见度达到99.50%,芯片间量子比特互连保真度为99.72%,双量子比特融合门保真度也达到了99.22%。

这些数字表明,PsiQuantum已经能够以极高的精确度制备和控制量子比特,为构建实用量子计算机奠定了坚实的基础。

与其他量子计算方案相比,PsiQuantum的系统拥有两大显著优势。

它的运行温度相对较高,只需2-4开尔文(约-269°C),这大大降低了冷却系统的复杂性和成本。

光子天生适合网络通信,使得构建分布式量子计算网络更加容易。

这为未来更大规模、更强大的量子计算机的研发铺平了道路。

PsiQuantum并未止步于此,他们还在不断开发下一代技术,包括低损耗氮化硅波导、钛酸钡电光相移器、高效光子数分辨探测器、低损耗光纤芯片耦合以及能适应制造误差的稳健型光子源等。

这些技术的进步将进一步提升量子芯片的性能和稳定性。

PsiQuantum预计在2027年完成具有商业应用能力的设施建设,届时,量子计算将真正进入一个全新的时代。

微软和谷歌等科技巨头也在积极布局量子计算领域,并有望在未来几年内实现商业应用。

量子计算领域的竞争日趋激烈,也预示着量子计算技术正快速走向成熟。

PsiQuantum的Omega芯片无疑是量子计算领域的一个里程碑式的突破。

它不仅证明了光子量子计算的可行性,更重要的是,它证明了量子计算可以走出实验室,步入工业化生产阶段。

这代表着量子计算领域的基础性转变,预示着一个激动人心的量子计算时代的到来。

那么,我们是否真的已经站在了量子计算革命的边缘?

这场科技革命将如何改变我们的世界?

让我们拭目以待。

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梓萱说

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