Πείτε μας για το Quantopticon και τα προβλήματα που ελπίζετε να λύσετε για την κβαντική κοινότητα.
Mirella Koleva, Διευθύνων Σύμβουλος: Ως κβαντικοί φυσικοί, επιστήμονες υλικών και μηχανικοί, εργαζόμαστε μαζί για να κατασκευάσουμε τις λεγόμενες συσκευές «κβαντικής 2.0» που εκμεταλλεύονται τις ιδιότητες της υπέρθεσης και της εμπλοκής. Αλλά πρέπει να κατανοήσουμε τις θεμελιώδεις φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν μέσα σε αυτές τις συσκευές προτού μπορέσουμε να τις σχεδιάσουμε καλύτερα, επομένως στην Quantopticon αναπτύσσουμε λογισμικό προσομοίωσης που προβλέπει με ακρίβεια τις αλληλεπιδράσεις φωτός-ύλης στο κβαντικό βασίλειο. Το λογισμικό μας προορίζεται να είναι μια πλατφόρμα για το σχεδιασμό και τη βελτιστοποίηση κβαντικών φωτονικών στοιχείων στερεάς κατάστασης, δικτύων και συσκευών.
Πώς σας ήρθε η ιδέα να ξεκινήσετε την εταιρεία;
Gaby Slavcheva, επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος: Έχοντας εργαστεί στην κβαντική και μη γραμμική οπτική ημιαγωγών για πολλά χρόνια, γνώριζα τις μεθόδους μοντελοποίησης και προσομοίωσης λέιζερ. Ωστόσο, τα λέιζερ είναι κλασικές συσκευές όσον αφορά τα στατιστικά στοιχεία της ακτινοβολίας που εκπέμπουν και τα τελευταία χρόνια έχουμε γίνει μάρτυρες μεγάλης προόδου προς τη φυσική υλοποίηση του παραδείγματος κβαντικών υπολογιστών του Richard Feynman που βασίζεται σε εύθραυστες κβαντικές ιδιότητες όπως η κβαντική συνοχή, η υπέρθεση και η εμπλοκή. Οι παγκόσμιες ερευνητικές προσπάθειες επικεντρώνονται τώρα στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών επόμενης γενιάς και, τελικά, ενός παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή.
Η μέθοδος φωτονικών κβαντικών υπολογιστών έχει μεγάλα πλεονεκτήματα όσον αφορά την επεκτασιμότητα και την ταχύτητα σε σύγκριση με άλλες αρχιτεκτονικές κβαντικών υπολογιστών. Όμως, η θεωρία και η μοντελοποίηση αυτών των κβαντικών εφέ τύπου 2.0 είναι σε αρχικό στάδιο και απαιτούνται προηγμένα υπολογιστικά εργαλεία για την πρόβλεψη της απόδοσης συσκευών που βασίζονται σε φωτονικές πλατφόρμες. Έτσι, η Mirella και εγώ αποφασίσαμε να ιδρύσουμε την Quantopticon για να αντιμετωπίσουμε αυτήν την αυξανόμενη ανάγκη και την έλλειψη τέτοιων εργαλείων μοντελοποίησης για την κβαντική φωτονική ειδικότερα. Στόχος μας είναι να επιταχύνουμε την εμφάνιση πρωτοποριακών συσκευών quantum 2.0 και να διευκολύνουμε την ευρεία υιοθέτησή τους.
Ποιος ήταν ο καταλύτης που σας έκανε να πείτε, «Σωστά, θα ξεκινήσουμε μια εταιρεία μαζί;»
MK: Νομίζω ότι υπήρξε μια φυσική συσσώρευση της ετοιμότητας των κβαντικών τεχνολογιών τα τελευταία πέντε χρόνια. Όταν ξεκινήσαμε την εταιρεία το 2017, περιμέναμε αυτή την πρόοδο και σκεφτήκαμε, «Αυτή είναι η στιγμή που πρέπει πραγματικά να πηδήξουμε και να εμπλακούμε για να οδηγήσουμε σε αυτό το κύμα». Διαλέξαμε λοιπόν την κατάλληλη στιγμή.
Έχουμε πολύ φιλόδοξα σχέδια για την ανάπτυξη της σουίτας λογισμικού μας, ώστε να μπορούμε πραγματικά να κάνουμε τη διαφορά στους διάφορους υποτομείς της βιομηχανίας κβαντικής τεχνολογίας
Μέρος της οδήγησης στο κύμα, φυσικά, είναι η λήψη χρηματοδότησης. Πώς το έκανες αυτό?
MK: Τις πρώτες μέρες, υποβάλαμε αίτηση για χρηματοδότηση από το Innovate UK, τον οργανισμό καινοτομίας του Ηνωμένου Βασιλείου, ο οποίος παρέχει επιχορηγήσεις για καινοτόμες επιχειρήσεις όπως η δική μας. Συνεργαστήκαμε με κορυφαίους παγκοσμίως πειραματιστές στην κβαντική οπτοηλεκτρονική στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και ειδικούς στο νιτρίδιο του γαλλίου στο Πανεπιστήμιο του Cambridge και γράψαμε μαζί μια πρόταση έργου. Η ιδέα ήταν να χρησιμοποιηθούν κβαντικές κουκκίδες νιτριδίου γαλλίου ινδίου ενσωματωμένες σε κοιλότητες μικροκολώνων νιτριδίου γαλλίου ως κρεβάτι δοκιμής για το λογισμικό μας. Η χρηματοδότηση που λάβαμε από το Innovate UK μας βοήθησε επίσης να αναπτύξουμε μια γραφική διεπαφή χρήστη για το λογισμικό μας και να επιταχύνουμε τον υποκείμενο κώδικα.
Το μεγαλύτερο εμπόδιο χρηματοδότησης για εμάς – στην πραγματικότητα, το πιο δύσκολο εμπόδιο που χρειάστηκε να ξεπεράσουμε – ήταν η προσπάθεια λήψης επακόλουθης χρηματοδότησης μετά την ολοκλήρωση του έργου Innovate UK. Είχαμε ένα χρηματοδοτικό κενό κατά τη διάρκεια της κρίσης της πανδημίας COVID και ήταν μια πραγματικά δύσκολη στιγμή. Για σχεδόν τρία χρόνια υποβάλλαμε επανειλημμένα αίτηση στο Innovate UK και σε άλλους κρατικούς οργανισμούς χρηματοδότησης του Ηνωμένου Βασιλείου, σε βαθμό που αφιερώναμε τον περισσότερο χρόνο μας γράφοντας προτάσεις επιχορήγησης αντί για την ανάπτυξη της εταιρείας. Αλλά αυτές οι προτάσεις επιχορήγησης τελικά δεν επιλέχθηκαν για χρηματοδότηση. Αυτό ήταν ένα πραγματικό χαμηλό σημείο. Αποθαρρυνθήκαμε τόσο πολύ που αρχίσαμε να ψάχνουμε για χρηματοδότηση από το εξωτερικό.
Μετά από κάποιες θυσίες, σκληρότητα και απόλυτη αποφασιστικότητα, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος ήρθε να μας σώσει αναθέτοντας μας να σχεδιάσουμε εξαρτήματα για τον πρώτο ευρωπαϊκό δορυφόρο κβαντικής κρυπτογράφησης. Ταυτόχρονα, κερδίσαμε ένα σημαντικό χρηματικό ποσό από το Duality, ένα πρόγραμμα επιτάχυνσης εκκίνησης που βασίζεται στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο στις ΗΠΑ, το οποίο επικεντρώνεται σε εγχειρήματα που έχουν τις ρίζες τους στις κβαντικές τεχνολογίες. Ήμασταν η μόνη εταιρεία εκτός ΗΠΑ που γίναμε δεκτοί στο πρόγραμμα και η μετεγκατάσταση στο Σικάγο ήταν μέρος των απαιτήσεων, επομένως θα μείνω στις ΗΠΑ τουλάχιστον μέχρι τον Αύγουστο του 2022. Τελικά, τον Ιανουάριο μας δόθηκε ένα επιπλέον μικρό ποσό από οι SPIE στον διαγωνισμό Startup Challenge στο Photonics West. Είναι λίγο ειρωνικό και λίγο λυπηρό που λαμβάνουμε τόση αναγνώριση από τον υπόλοιπο κόσμο, αλλά όχι από τη χώρα μας. Ελπίζουμε ότι αυτό θα αλλάξει.
Πώς σας έχει βοηθήσει το Duality;
MK: Παρείχε πληθώρα υποστήριξης, καθοδήγησης και μαθημάτων, καθώς και ευκαιρίες να παρουσιαστούμε σε εκδηλώσεις και συνόδους κορυφής υψηλού προφίλ. Ήταν απίστευτα ικανοποιητικό να συμμετέχουμε τόσο στο Duality όσο και στο άλλο πρόγραμμα επιτάχυνσης εκκίνησης στο οποίο βρισκόμαστε, το οποίο βασίζεται στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο στον Καναδά και ονομάζεται Creative Destruction Lab. Τα δύο προγράμματα έχουν εντελώς διαφορετικούς τρόπους υποστήριξης εγχειρημάτων και αλληλοσυμπληρώνονται καλά. Είμαστε πολύ τυχεροί που είμαστε και στα δύο ταυτόχρονα.
Ποιες θεωρείτε ότι είναι οι κύριες προκλήσεις για τον τομέα της κβαντικής τεχνολογίας συνολικά;
GS: Η κύρια τεχνική πρόκληση είναι αναμφίβολα η φυσική υλοποίηση ενός παγκόσμιου κβαντικού υπολογιστή. Ένας χρήσιμος φωτονικός κβαντικός υπολογιστής που μπορεί να επιδείξει κβαντικό πλεονέκτημα σε σχέση με τον κλασικό υπολογισμό χρειάζεται τουλάχιστον ένα εκατομμύριο διασυνδεδεμένα qubits για να παρέχει μια γενική επιβάρυνση για διόρθωση κβαντικών σφαλμάτων. Τέτοιες αρχιτεκτονικές μεγάλης κλίμακας απαιτούν εξαιρετικά γρήγορες λειτουργίες και διασυνδέσεις, εξ ου και η ζήτηση από τη βιομηχανία για την ανάπτυξη κβαντικών στοιχείων υψηλής ταχύτητας και υψηλής πιστότητας, όπως οι πηγές κβαντικού φωτός.
Η ανάπτυξη του είδους της γρήγορης, κλιμακούμενης αρχιτεκτονικής που απαιτείται για τη διασφάλιση της εμπλοκής ενός μεγάλου αριθμού qubits με ελάχιστη αποσυνοχή και βελτιστοποιημένη διόρθωση σφαλμάτων είναι ένα τρομερό έργο που δέχεται επίθεση από πολλές γωνίες και σε διαφορετικές πλατφόρμες υπολογιστών. Πιστεύουμε ότι με τη δημιουργία αξιόπιστων φυσικών μοντέλων κβαντικών φαινομένων και μηχανογραφημένων εργαλείων σχεδιασμού για ενσωματωμένη κβαντική φωνητική σε ένα τσιπ, μπορούμε να βοηθήσουμε στην ανάπτυξη τέτοιων μεμονωμένων στοιχείων υψηλής απόδοσης. Αυτά τα εξαρτήματα πρέπει στη συνέχεια να μπερδευτούν και η υπολογιστική μοντελοποίηση μπορεί να βοηθήσει και εδώ, παρόμοια με τον τρόπο που χρησιμοποιούνται σήμερα τα ηλεκτρονικά εργαλεία αυτοματισμού σχεδιασμού ως αυτονόητο στο σχεδιασμό ηλεκτρονικών κυκλωμάτων.
MK: Από την πλευρά των επιχειρήσεων, η κύρια πρόκληση στον τομέα είναι ότι η κβαντική βιομηχανία εξακολουθεί να αναδύεται και δεν είναι ξεκάθαρο πώς θα αναπτυχθεί στο μέλλον και πώς θα αναπτυχθεί. Ακόμη και οι μεγαλύτεροι ειδικοί δεν είναι σίγουροι για το τι πρόκειται να συμβεί στη συνέχεια. Επομένως, είναι πολύ δύσκολο για έναν νέο επιχειρηματία σαν εμένα που δεν έχει μεγάλη εμπειρία σε αυτόν τον τομέα να σχεδιάσει και κυρίως να κάνει μακροπρόθεσμα σχέδια για το πώς θα εξελιχθεί η εταιρεία μας τα επόμενα χρόνια. Γνωρίζουμε ότι πρέπει να είμαστε πολύ ευέλικτοι για να ανταποκρινόμαστε γρήγορα και να αξιοποιούμε τις ευκαιρίες όταν προκύπτουν και να είμαστε σε επιφυλακή για νέα πράγματα.
Με τι ασχολείστε τώρα και τι σκοπεύετε να κάνετε τους επόμενους μήνες;
GS: Επί του παρόντος εργαζόμαστε για το σχεδιασμό, τη μοντελοποίηση και τη βελτιστοποίηση ημιαγωγών πηγών μεμονωμένων φωτονίων που βασίζονται σε κβαντικές κουκκίδες και είναι ενσωματωμένες σε οπτικές κοιλότητες. Στόχος μας είναι να εκμεταλλευτούμε την κβαντική ηλεκτροδυναμική της κοιλότητας και τα συνεκτικά φαινόμενα για την παραγωγή πηγών μονοφωτονίου υψηλής ποιότητας. Ελπίζουμε επίσης να περιγράψουμε ένα ευρύτερο φάσμα κβαντικών συστημάτων, όπως σπιν σε πυρίτιο, ελαττώματα σε δισδιάστατα υλικά ή κέντρα κενού αζώτου σε νανοδιαμάντια ενσωματωμένα σε φωτονικές δομές. Μας ενδιαφέρουν οι γεωμετρίες κυματοδηγών με συζεύκτες, πλάκες, ρότορες, παρεμβολόμετρα Mach–Zehnder και διαφορετικούς τύπους οπτικών κοιλοτήτων, όπως φωτονικούς κρυστάλλους, μικροσυντονιστές και άλλα.
Αλλά τα μακροπρόθεσμα σχέδιά μας είναι να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα της δημιουργίας εμπλεκόμενων καταστάσεων πολλαπλών φωτονίων, που χρειάζονται για την υλοποίηση ενός κβαντικού υπολογιστή. Θέλουμε να βελτιστοποιήσουμε αυτές τις μπερδεμένες πηγές πολλαπλών φωτονίων από την άποψη τόσο της γεωμετρίας όσο και των ιδιοτήτων του κβαντικού συστήματος.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τρόποι δημιουργίας qubits και αναφέρατε πολλούς από αυτούς μόλις τώρα. Υποθέτω ότι το να είσαι ουδέτερος ως προς το qubit πρέπει να είναι ένα από τα πλεονεκτήματα του να είσαι εταιρεία κβαντικού λογισμικού παρά εταιρεία υλικού.
GS: Ναι, αλλά εστιάζουμε στην πλατφόρμα φωτονικών κβαντικών υπολογιστών επειδή πιστεύουμε ακράδαντα ότι το μέλλον των κβαντικών υπολογιστών βρίσκεται στην ολοκληρωμένη κβαντική φωτονική σε ένα τσιπ. Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο μπορούμε να παράγουμε κλιμακούμενες αρχιτεκτονικές. είναι ένας φυσικός τρόπος και έχει ήδη λειτουργήσει στα ηλεκτρονικά, οπότε πρέπει να το λάβουμε υπόψη. Είναι πολύ πιο πιθανό να επιτύχουμε ενοποίηση μεγάλης κλίμακας χρησιμοποιώντας ώριμες, ημιαγωγικές τεχνολογίες.
MK: Το λογισμικό μας μπορεί επίσης να εφαρμοστεί σε ουδέτερα άτομα, επομένως εταιρείες όπως η ColdQuanta που κατασκευάζουν κβαντικούς υπολογιστές από ουδέτερα άτομα μας ενδιαφέρουν επίσης και έχουμε πολύ φιλόδοξα σχέδια να αναπτύξουμε τη σουίτα λογισμικού μας, ώστε να μπορούμε πραγματικά να κάνουμε τη διαφορά στα διάφορα υποτομείς της βιομηχανίας κβαντικής τεχνολογίας. Αλλά αυτό είναι πιο πέρα στον οδικό μας χάρτη, και έχει δίκιο ο Gaby ότι εστιάζουμε στη φωτονική τροπικότητα για τη φυσική υλοποίηση των qubits, επειδή μέχρι στιγμής δεν αντιμετωπίζεται σωστά. Προσπαθούμε να το διορθώσουμε και να διασφαλίσουμε ότι μπορούμε πραγματικά να αναπτύξουμε σωστά αυτά τα συστήματα και να αντιμετωπίσουμε τις ανάγκες των πελατών μας με τον κατάλληλο τρόπο, ώστε να είναι ευχαριστημένοι με την υπηρεσία που λαμβάνουν από εμάς.
Μιρέλα Κολέβα είναι ο διευθύνων σύμβουλος και Γκάμπι Σλάβτσεβα είναι ο επικεφαλής επιστημονικός υπεύθυνος στην Quantopticon.
Ο ορθοστάτης Οδηγώντας το κύμα στην κβαντική φωτονική εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε Κόσμος Φυσικής.
- "
- 11
- 2022
- 28
- 2D
- a
- Σχετικά
- επιταχύνουν
- επιταχυντής
- Λογαριασμός
- Κατορθώνω
- διεύθυνση
- Υιοθεσία
- προηγμένες
- Πλεονέκτημα
- πλεονεκτήματα
- πρακτορείο
- ευκίνητος
- Στοχεύω
- ήδη
- φιλόδοξος
- ποσό
- εφαρμόσιμος
- εφαρμοσμένος
- κατάλληλος
- αρχιτεκτονική
- ΠΕΡΙΟΧΗ
- γύρω
- Αύγουστος
- αυτόματη
- Αυτοματοποίηση
- απονέμεται
- επειδή
- πριν
- είναι
- Μεγαλύτερη
- Κομμάτι
- χτίζω
- Κτίριο
- επιχείρηση
- επιχειρήσεις
- cambridge
- Canada
- Καταλύτης
- πρόκληση
- προκλήσεις
- πρόκληση
- αλλαγή
- Σικάγο
- αρχηγός
- διευθύνων σύμβουλος
- τσιπ
- επιλέγονται
- συνιδρυτές
- κωδικός
- κοινότητα
- Εταιρείες
- εταίρα
- σύγκριση
- ανταγωνισμός
- Συμπλήρωμα
- εντελώς
- εξαρτήματα
- υπολογισμός
- υπολογιστή
- υπολογιστές
- χρήση υπολογιστή
- χώρα
- Covidien
- δημιουργία
- Δημιουργικός
- κρίση
- Τη στιγμή
- αποφάσισε
- Ζήτηση
- αποδεικνύουν
- περιγράφουν
- Υπηρεσίες
- σχέδιο
- προσδιορισμός
- ανάπτυξη
- ανάπτυξη
- Συσκευές
- DID
- διαφορά
- διαφορετικές
- δύσκολος
- Όχι
- κατά την διάρκεια
- κάθε
- Νωρίς
- αποτελέσματα
- προσπάθειες
- Ηλεκτρονικός
- Ηλεκτρονική
- ενσωματωμένο
- σμυριδόπετρα
- κρυπτογράφηση
- Μηχανικοί
- Επιχειρηματία
- ειδικά
- ευρωπαϊκός
- εκδηλώσεις
- εκτελεστικός
- εμπειρία
- εμπειρογνώμονες
- Εκμεταλλεύομαι
- FAST
- Τελικά
- Όνομα
- επικεντρώθηκε
- εστιάζει
- εστιάζοντας
- Βρέθηκαν
- από
- πλήρη
- θεμελιώδης
- χρηματοδότηση
- περαιτέρω
- μελλοντικός
- χάσμα
- παραγωγής
- να πάρει
- Παγκόσμιο
- μετάβαση
- Κυβέρνηση
- επιχορηγήσεις
- εξαιρετική
- πρωτοποριακή
- Grow
- Μεγαλώνοντας
- συμβαίνω
- ευτυχισμένος
- υλικού
- ύψος
- βοήθεια
- βοήθησε
- εδώ
- υψηλής ποιότητας
- υψηλά
- κρατήστε
- Αρχική
- ελπίζω
- ελπίζοντας
- Πως
- Ωστόσο
- HTTPS
- ιδέα
- εικόνα
- εκτέλεση
- απίστευτα
- ατομικές
- βιομηχανία
- Καινοτομία
- καινοτόμες
- ενσωματωθεί
- ολοκλήρωση
- τόκος
- ενδιαφερόμενος
- περιβάλλον λειτουργίας
- συνέντευξη
- συμμετέχουν
- IT
- Ιανουάριος
- άλμα
- εργαστήριο
- large
- λέιζερ
- φως
- Πιθανός
- μακροπρόθεσμος
- κοιτάζοντας
- που
- κάνω
- Κατασκευή
- τρόπος
- υλικά
- ύλη
- ώριμος
- που αναφέρθηκαν
- μέθοδοι
- εκατομμύριο
- ελάχιστο
- μοντέλα
- χρήματα
- μήνες
- περισσότερο
- πλέον
- Φυσικό
- ανάγκες
- δίκτυα
- επόμενη
- επόμενη γενιά
- αριθμός
- λαμβάνεται
- Αξιωματικός
- διαδικτυακά (online)
- λειτουργίες
- Ευκαιρίες
- βελτιστοποίηση
- Βελτιστοποίηση
- βελτιστοποιημένη
- βελτιστοποίηση
- ΑΛΛΑ
- Οξφόρδη
- πανδημία
- παράδειγμα
- μέρος
- Ειδικότερα
- επίδοση
- εκτέλεση
- φυσικός
- φώναξε
- πλατφόρμες
- Πλατφόρμες
- Σημείο
- Απόψεις
- προβλέψει
- Πρόβλημα
- προβλήματα
- Διεργασίες
- παράγει
- εξεταστέα ύλη
- προγράμματα
- σχέδιο
- ιδιότητες
- πρόταση
- παρέχουν
- παρέχεται
- παρέχει
- Quantum
- κβαντική υπολογιστική
- γρήγορα
- σειρά
- Ετοιμότητα
- βασίλειο
- πρόσφατος
- αξιόπιστος
- μακρινός
- απαιτούν
- απαιτήσεις
- έρευνα
- ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ
- οδικός χάρτης
- ίδιο
- δορυφόρος
- Απεριόριστες δυνατότητες
- επεκτάσιμη
- επιστήμονες
- ημιαγωγός
- υπηρεσία
- διάφοροι
- βιτρίνα
- σημαντικός
- Πυρίτιο
- παρόμοιες
- προσομοίωση
- ενιαίας
- small
- So
- λογισμικό
- SOLVE
- μερικοί
- Χώρος
- ταχύτητα
- Εκκίνηση
- Start-up
- ξεκίνησε
- εκκίνηση
- Μελών
- στατιστική
- Ακόμη
- υποστήριξη
- Στήριξη
- σύστημα
- συστήματα
- Τεχνικός
- Τεχνολογίες
- Τεχνολογία
- όροι
- δοκιμή
- Η
- ο κόσμος
- πράγματα
- τρία
- ώρα
- μαζι
- εργαλεία
- κορυφή
- Τορόντο
- προς
- μετάβαση
- τύποι
- Uk
- Βρετανική κυβέρνηση
- καταλαβαίνω
- Παγκόσμιος
- πανεπιστήμιο
- Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ
- Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης
- us
- χρήση
- διάφορα
- Ventures
- Δες
- WAVE
- τρόπους
- Πλούτος
- δυτικά
- Τι
- Τι είναι
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- ευρύτερο
- διαδεδομένη
- εντός
- εργάστηκαν
- εργαζόμενος
- κόσμος
- γραφή
- χρόνια