【光學(xué)前沿】PsiQuantum在量子計(jì)算領(lǐng)域取得重大突破
PsiQuantum正在量子計(jì)算領(lǐng)域掀起一場(chǎng)革命。這家初創(chuàng)公司致力于打造百萬(wàn)量子比特的光量子計(jì)算機(jī),其在2025年2月27日于《自然》雜志上發(fā)表的論文,向世界展示了其在量子光子芯片組開(kāi)發(fā)方面取得的卓越成就。
一、Omega芯片組:公用事業(yè)級(jí)量子計(jì)算的關(guān)鍵
PsiQuantum開(kāi)發(fā)的Omega芯片組是專(zhuān)為公用事業(yè)級(jí)量子計(jì)算而設(shè)計(jì)的。該芯片組在GlobalFoundries位于紐約的硅光子工廠(chǎng)的全尺寸晶圓上設(shè)計(jì)和制造,采用格芯公司的45nm工藝,實(shí)現(xiàn)了與標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體相匹配的制造良率,這在量子計(jì)算領(lǐng)域具有里程碑意義。Omega芯片組包含構(gòu)建百萬(wàn)量子比特級(jí)量子計(jì)算機(jī)所需的所有先進(jìn)組件,其高性能和可大規(guī)模制造的特點(diǎn),為量子計(jì)算的大規(guī)模應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
《自然》雜志的論文詳細(xì)描述了Omega芯片組的性能。該芯片組展示了高保真度的量子比特操作,以及簡(jiǎn)單的長(zhǎng)距離芯片間量子比特互連,這是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算規(guī)?;年P(guān)鍵推動(dòng)因素,而其他技術(shù)在這方面仍面臨挑戰(zhàn)。具體性能指標(biāo)令人矚目:99.98%的單量子比特狀態(tài)準(zhǔn)備和測(cè)量保真度、99.5%的雙光子量子干涉可見(jiàn)度以及99.72%的芯片間量子互連保真度。這些數(shù)據(jù)表明,PsiQuantum在量子比特操作和互連方面取得了重大突破,為構(gòu)建大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)提供了可靠的技術(shù)支持。
二、創(chuàng)新的量子計(jì)算機(jī)冷卻解決方案
PsiQuantum還推出了一種新近驗(yàn)證的量子計(jì)算機(jī)冷卻解決方案。傳統(tǒng)的“枝形吊燈”稀釋制冷機(jī)在量子計(jì)算機(jī)冷卻中占據(jù)重要地位,但PsiQuantum摒棄了這種標(biāo)志性設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)而采用更簡(jiǎn)單、更強(qiáng)大、更易于制造的長(zhǎng)方體設(shè)計(jì)。這種新冷卻方法更接近數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)架,具有更高的實(shí)用性和可擴(kuò)展性?!蹲匀弧冯s志的論文分享了這種新冷卻方法的一些細(xì)節(jié),PsiQuantum表示,這種方法目前已部署在英國(guó)工廠(chǎng),并用于實(shí)現(xiàn)所描述的許多性能結(jié)果。這一創(chuàng)新冷卻解決方案的推出,為量子計(jì)算機(jī)的冷卻提供了更高效、更可靠的途徑,有助于推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
三、多芯片系統(tǒng)的構(gòu)建與合作
PsiQuantum目前的重點(diǎn)是將Omega芯片跨機(jī)架連接在一起,形成越來(lái)越大規(guī)模的多芯片系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),PsiQuantum正通過(guò)與加州帕洛阿爾托斯坦福線(xiàn)性加速器能源部合作以及在硅谷建立新的制造和測(cè)試設(shè)施來(lái)擴(kuò)大這項(xiàng)工作。與斯坦福線(xiàn)性加速器能源部的合作將為PsiQuantum提供強(qiáng)大的技術(shù)支持和資源,而新的制造和測(cè)試設(shè)施將有助于加快芯片組的生產(chǎn)和測(cè)試進(jìn)程,確保多芯片系統(tǒng)的高效構(gòu)建。通過(guò)這些合作與設(shè)施建設(shè),PsiQuantum正朝著構(gòu)建大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的目標(biāo)邁進(jìn)。
四、量子計(jì)算中心的建設(shè)
PsiQuantum計(jì)劃在2025年于澳大利亞布里斯班和美國(guó)芝加哥分別破土動(dòng)工兩個(gè)數(shù)據(jù)中心規(guī)模的量子計(jì)算中心。這兩個(gè)量子計(jì)算中心的建設(shè)標(biāo)志著PsiQuantum在量子計(jì)算領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局進(jìn)一步深化。通過(guò)這兩個(gè)量子計(jì)算中心,PsiQuantum計(jì)劃部署第一個(gè)實(shí)用規(guī)模的百萬(wàn)量子比特系統(tǒng),并建造該公司第一臺(tái)公用事業(yè)規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)。這將為量子計(jì)算技術(shù)的研究和應(yīng)用提供強(qiáng)大的平臺(tái),推動(dòng)量子計(jì)算技術(shù)在全球范圍內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用。
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