Quantopticonと、量子コミュニティのために解決したいと考えている問題について教えてください。
Mirella Koleva、最高経営責任者: 量子物理学者、材料科学者、エンジニアとして、私たちは、重ね合わせと絡み合いの特性を活用する、いわゆる「量子2.0」デバイスの構築に協力しています。 しかし、これらのデバイスをより適切に設計する前に、これらのデバイス内で発生する基本的な物理プロセスを理解する必要があるため、Quantopticonでは、量子領域での光と物質の相互作用を正確に予測するシミュレーションソフトウェアを開発しています。 当社のソフトウェアは、固体量子フォトニックコンポーネント、ネットワーク、およびデバイスを設計および最適化するためのプラットフォームとなることを目的としています。
どうやって会社を始めようと思ったのですか?
Gaby Slavcheva、最高科学責任者: 量子および非線形半導体光学で長年働いてきた私は、レーザーのモデリングとシミュレーションの方法を知っていました。 しかし、レーザーは放射の統計という点では古典的なデバイスであり、近年、量子コヒーレンス、重ね合わせ、エンタングルメントなどの脆弱な量子特性に基づくリチャードファインマンの量子計算パラダイムの物理的実現に向けて大きな進歩が見られました。 現在、世界的な研究努力は、これらの次世代技術、そして最終的にはユニバーサル量子コンピューターの開発に焦点を合わせています。
フォトニック量子コンピューティングモダリティは、他の量子コンピューティングアーキテクチャと比較して、スケーラビリティと速度の点で大きな利点があります。 しかし、これらの量子2.0タイプの効果の理論とモデリングはまだ始まったばかりであり、フォトニックプラットフォームに基づいてデバイスのパフォーマンスを予測するには、高度な計算ツールが必要です。 そこで、ミレラと私は、この増大するニーズと、特に量子フォトニクス用のそのようなモデリングツールの欠如に対処するためにQuantopticonを見つけることにしました。 私たちは、画期的なクォンタム2.0デバイスの出現を加速し、それらの普及を促進することを目指しています。
「そうだね、一緒に会社を始めよう」と言わせたきっかけは何だったのでしょうか?
MK: 過去2017年間で、量子技術の準備が自然に蓄積されてきたと思います。 XNUMX年に会社を立ち上げたとき、私たちはこの進歩を期待していて、「これは私たちが本当に飛び込んでこの波に乗る必要がある瞬間です」と考えました。 だから私たちは正しい瞬間を選びました。
量子技術業界のさまざまなサブセクターに実際に変化をもたらすことができるように、ソフトウェアスイートを開発するという非常に野心的な計画があります。
もちろん、波に乗ることの一部は資金を得ることです。 どうやったの?
MK: 非常に早い時期に、私たちは英国のイノベーションエージェンシーであるInnovate UKに資金を申請しました。このエージェンシーは、私たちのような革新的なビジネスに助成金を提供しています。 オックスフォード大学の量子オプトエレクトロニクスの世界をリードする実験家やケンブリッジ大学の窒化ガリウムの専門家と協力して、プロジェクトの提案を共同で作成しました。 アイデアは、窒化ガリウムのマイクロピラーキャビティに埋め込まれた窒化インジウムガリウム量子ドットをソフトウェアのテストベッドとして使用することでした。 Innovate UKから得た資金は、ソフトウェアのグラフィカルユーザーインターフェイスを開発し、基盤となるコードを高速化するのにも役立ちました。
私たちにとって最大の資金調達のハードル-実際、私たちが克服しなければならなかった最も困難なハードル-は、InnovateUKプロジェクトが終了した後に追加の資金調達を獲得しようとしたことでした。 COVIDのパンデミック危機の間、資金のギャップがあり、それは本当に大変な時期でした。 ほぼXNUMX年間、私たちはInnovate UKや他の英国政府の資金提供機関に繰り返し申請しました。その範囲で、会社を開発するのではなく、助成金の提案を書くことにほとんどの時間を費やしました。 しかし、これらの助成金の提案は、最終的には資金提供のために選ばれませんでした。 それは本当に低い点でした。 がっかりしたので、海外からの資金調達を探し始めました。
いくつかの犠牲、グリット、そして完全な決意の後、欧州宇宙機関は、最初の欧州量子暗号衛星のコンポーネントの設計を私たちに依頼することで私たちを救い出しました。 ほぼ同時に、米国のシカゴ大学を拠点とし、量子技術に根ざしたベンチャーに焦点を当てたスタートアップアクセラレータプログラムであるDualityから多額の資金を獲得しました。 プログラムに受け入れられたのは米国以外の企業だけで、シカゴへの移転も要件の一部だったので、少なくとも2022年XNUMX月まで米国に滞在しています。最後に、XNUMX月にさらに少額の賞金が授与されました。 PhotonicsWestでのStartupChallengeコンペティションのSPIE。 少し皮肉で少し悲しいことですが、私たちが世界の他の国々から多くの認識を得ているのですが、母国からはそうではありません。 これが変わることを願っています。
二元性はどのようにあなたを助けましたか?
MK: 豊富なサポート、メンタリング、コースを提供しているだけでなく、注目を集めるイベントやサミットで自分たちを紹介する機会も提供しています。 カナダのトロント大学に本拠を置き、Creative Destruction Labと呼ばれる、Dualityと他のスタートアップアクセラレータプログラムの両方に参加できたことは、非常にやりがいのあることです。 XNUMXつのプログラムは、ベンチャーをサポートする方法がまったく異なり、互いに補完し合っています。 両方に同時に参加できてとても幸運です。
量子技術の分野全体の主な課題は何だと思いますか?
GS: 主な技術的課題は、間違いなくユニバーサル量子コンピューターの物理的実現です。 従来の計算に対する量子の利点を実証できる有用なフォトニック量子コンピューターは、量子エラー訂正のオーバーヘッドを提供するために、少なくともXNUMX万の相互接続されたキュービットを必要とします。 このような大規模なアーキテクチャには、超高速の動作と相互接続が必要であるため、量子光源などの高速で忠実度の高い量子コンポーネントを開発することが業界から求められています。
最小限のデコヒーレンスと最適化されたエラー訂正で多数のキュービットのエンタングルメントを保証するために必要な種類の高速でスケーラブルなアーキテクチャを開発することは、現在多くの角度からさまざまなコンピューティングプラットフォームで攻撃されている手ごわいタスクです。 量子現象の信頼できる物理モデルと、チップ上に統合された量子フォニックスのためのコンピューター化された設計ツールを作成することにより、このような高性能の個々のコンポーネントの開発を支援できると信じています。 次に、これらのコンポーネントを絡める必要があります。計算モデリングは、電子回路設計で当然のこととして今日使用されている電子設計自動化ツールと同様に、ここでも役立ちます。
MK: ビジネス面では、この分野での主な課題は、量子産業がまだ出現しており、将来どのように成長し、どのように発展するかが明確でないことです。 最大の専門家でさえ、次に何が起こるかわからない。 ですから、この分野での経験があまりない私のような新しい起業家にとって、計画を立てるのは非常に困難です。特に、今後数年間で当社がどのように発展するかについて長期的な計画を立てることは非常に困難です。 私たちは、迅速に対応し、機会が発生したときにそれをつかみ、新しいことに目を光らせるために、非常に機敏である必要があることを認識しています。
あなたは今何に取り組んでいますか、そしてあなたは今後数ヶ月で何をする予定ですか?
GS: 現在、光共振器に埋め込まれた半導体量子ドットベースの単一光子源の設計、モデリング、最適化に取り組んでいます。 私たちは、空洞量子電気力学とコヒーレント現象を利用して、高品質の単一光子源を生成することを目指しています。 また、シリコンのスピン、2D材料の欠陥、フォトニック構造に埋め込まれたナノダイヤモンドの窒素空孔中心など、より広範囲の量子システムについて説明したいと考えています。 カプラー、プラター、ローター、マッハツェンダー干渉計、およびフォトニック結晶や微小共振器などのさまざまなタイプの光共振器を備えた導波路形状に関心があります。
しかし、私たちの長期的な計画は、量子コンピューターを実現するために必要な多光子もつれ状態を生成する問題に取り組むことです。 幾何学と量子系の両方の特性の観点から、これらの多光子エンタングルドソースを最適化したいと考えています。
キュービットを作るにはたくさんの異なる方法があります、そしてあなたはちょうど今それらの多くに言及しました。 キュービットニュートラルであることは、ハードウェア会社ではなく、量子ソフトウェア会社であることの利点のXNUMXつであるに違いないと思います。
GS: はい。ただし、量子コンピューティングの未来はチップ上の統合量子フォトニクスにあると強く信じているため、私たちはフォトニック量子コンピューティングプラットフォームに焦点を合わせています。 これは、スケーラブルなアーキテクチャを作成する方法です。 それは自然な方法であり、すでに電子機器で機能しているので、それを考慮に入れる必要があります。 成熟した半導体技術を使用して、大規模な統合を実現する可能性がはるかに高くなります。
MK: 私たちのソフトウェアは中性原子にも適用できるので、中性原子から量子コンピューターを構築しているColdQuantaのような企業も私たちに興味を持っています。量子技術産業のサブセクター。 しかし、それは私たちのロードマップに沿ったものであり、これまで十分に対処されていないため、キュービットの物理的実装のためのフォトニックモダリティに焦点を当てているというギャビーの権利です。 私たちはそれを修正し、それらのシステムを実際に適切に開発し、お客様のニーズに適切な方法で対応できるようにして、お客様が私たちから提供されるサービスに満足できるように努めています。
ミレラコレバ 最高経営責任者であり、 ギャビー・スラヴチェヴァ Quantopticonの最高科学責任者です。
ポスト 量子フォトニクスで波に乗る 最初に登場した 物理学の世界.
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