Quantopticon과 양자 커뮤니티에서 해결하고 싶은 문제에 대해 알려주십시오.
최고 경영자(CEO) 미렐라 콜레바(Mirella Koleva): 양자 물리학자, 재료 과학자, 엔지니어로서 우리는 중첩과 얽힘의 특성을 활용하는 소위 "양자 2.0" 장치를 구축하기 위해 협력하고 있습니다. 그러나 우리는 이러한 장치를 더 잘 설계하기 전에 이러한 장치 내에서 발생하는 기본적인 물리적 프로세스를 이해해야 합니다. 따라서 Quantopticon에서는 양자 영역에서 빛-물질 상호 작용을 정확하게 예측하는 시뮬레이션 소프트웨어를 개발하고 있습니다. 당사의 소프트웨어는 고체 양자 광자 구성 요소, 네트워크 및 장치를 설계하고 최적화하기 위한 플랫폼으로 만들어졌습니다.
어떻게 회사를 시작하겠다는 아이디어를 얻었나요?
Gaby Slavcheva, 최고 과학 책임자: 저는 수년간 양자 및 비선형 반도체 광학 분야에서 일하면서 레이저 모델링 및 시뮬레이션 방법을 알고 있었습니다. 그러나 레이저는 방출하는 방사선의 통계 측면에서 고전적인 장치이며, 최근 몇 년 동안 우리는 양자 일관성, 중첩 및 얽힘과 같은 취약한 양자 특성을 기반으로 하는 Richard Feynman의 양자 컴퓨팅 패러다임의 물리적 실현을 향한 큰 진전을 목격했습니다. 이제 글로벌 연구 노력은 이러한 차세대 기술을 개발하고 궁극적으로 범용 양자 컴퓨터를 개발하는 데 초점을 맞추고 있습니다.
광자 양자 컴퓨팅 방식은 다른 양자 컴퓨팅 아키텍처에 비해 확장성과 속도 측면에서 큰 장점을 가지고 있습니다. 그러나 이러한 양자 2.0 유형 효과의 이론과 모델링은 초기 단계에 있으며, 광자 플랫폼 기반 장치의 성능을 예측하려면 고급 계산 도구가 필요합니다. 그래서 Mirella와 저는 이러한 증가하는 요구와 특히 양자 포토닉스에 대한 모델링 도구의 부족을 해결하기 위해 Quantopticon을 찾기로 결정했습니다. 우리는 획기적인 양자 2.0 장치의 출현을 가속화하고 광범위한 채택을 촉진하는 것을 목표로 합니다.
“그래, 같이 회사를 차리자”고 생각하게 된 계기는 무엇이었나요?
MK : 지난 2017년 동안 양자 기술의 준비 상태가 자연스럽게 구축되었다고 생각합니다. XNUMX년 회사를 시작했을 때 우리는 이러한 발전을 기대하고 있었고 "지금이야말로 이 파도에 탑승하기 위해 뛰어들고 참여해야 하는 순간이다"라고 생각했습니다. 그래서 우리는 적절한 순간을 골랐습니다.
우리는 양자 기술 산업의 다양한 하위 부문에서 실제로 변화를 만들 수 있도록 소프트웨어 제품군을 개발하려는 매우 야심찬 계획을 가지고 있습니다.
물론 파도를 타는 것의 일부는 자금을 얻는 것입니다. 당신은 그렇게 않았다 방법?
MK : 아주 초기에 우리는 우리와 같은 혁신적인 기업에 보조금을 제공하는 영국의 혁신 기관인 Innovate UK에 자금 지원을 신청했습니다. 우리는 옥스퍼드 대학의 양자 광전자 공학 분야의 세계 최고의 실험가들과 케임브리지 대학의 질화 갈륨 전문가들과 팀을 이루어 프로젝트 제안서를 함께 작성했습니다. 아이디어는 질화 갈륨 미세 기둥 공동에 내장된 인듐 갈륨 질화물 양자점을 소프트웨어의 테스트 베드로 사용하는 것이었습니다. Innovate UK에서 얻은 자금은 소프트웨어용 그래픽 사용자 인터페이스를 개발하고 기본 코드를 가속화하는 데에도 도움이 되었습니다.
우리에게 가장 큰 자금 조달 장애물, 사실 우리가 극복해야 했던 가장 어려운 장애물은 Innovate UK 프로젝트가 완료된 후 후속 자금을 확보하려는 것이었습니다. 코로나19 팬데믹 위기 동안 자금 부족이 있었고 정말 힘든 시기였습니다. 거의 3년 동안 우리는 회사를 발전시키기보다는 보조금 제안서를 작성하는 데 대부분의 시간을 할애할 정도로 Innovate UK 및 기타 영국 정부 자금 지원 기관에 반복적으로 지원했습니다. 그러나 이러한 보조금 제안은 궁극적으로 자금 지원 대상으로 선정되지 않았습니다. 그것은 정말 낮은 지점이었습니다. 우리는 너무 낙담해서 해외에서 자금 조달을 찾기 시작했습니다.
약간의 희생과 투지, 순수한 결단 끝에 유럽 우주국은 유럽 최초의 양자 암호화 위성용 부품 설계를 의뢰하여 우리를 구출했습니다. 비슷한 시기에 우리는 양자 기술에 뿌리를 둔 벤처에 초점을 맞춘 미국 시카고 대학의 스타트업 액셀러레이터 프로그램인 Duality로부터 상당한 금액을 획득했습니다. 우리는 프로그램에 승인된 유일한 미국 외 회사였으며 시카고로 이전하는 것이 요구 사항의 일부였기 때문에 저는 적어도 2022년 XNUMX월까지 미국에 머물 예정입니다. 마침내 XNUMX월에 우리는 Photonics West에서 열린 스타트업 챌린지 대회에서 SPIE. 우리가 세계 다른 곳에서는 그렇게 많은 인정을 받고 있지만, 고국에서는 그렇지 않다는 것이 조금 아이러니하고 조금 슬픈 일입니다. 우리는 이것이 변하기를 바랍니다.
이중성이 당신에게 어떻게 도움이 되었나요?
MK : 풍부한 지원, 멘토링, 교육 과정을 제공했을 뿐만 아니라 주목받는 행사와 정상회담에서 자신을 소개할 기회도 제공했습니다. Duality와 캐나다 토론토 대학교에 기반을 두고 있으며 Creative Destruction Lab이라고 불리는 다른 스타트업 액셀러레이터 프로그램에 참여하게 된 것은 믿을 수 없을 만큼 보람있는 일이었습니다. 두 프로그램은 벤처를 지원하는 방식이 완전히 다르며 서로를 잘 보완합니다. 우리는 동시에 두 가지 모두에 참여하게 된 것을 매우 행운으로 생각합니다.
양자 기술 분야 전체의 주요 과제는 무엇이라고 생각하시나요?
GS : 주요 기술적 과제는 의심할 여지없이 범용 양자 컴퓨터의 물리적 구현입니다. 기존 계산에 비해 양자 이점을 입증할 수 있는 유용한 광자 양자 컴퓨터는 양자 오류 수정을 위한 오버헤드를 제공하기 위해 최소 백만 개의 상호 연결된 큐비트가 필요합니다. 이러한 대규모 아키텍처에는 초고속 작동 및 상호 연결이 필요하므로 업계에서는 양자 광원과 같은 고속 및 충실도가 높은 양자 구성 요소를 개발해야 합니다.
최소한의 결맞음 및 최적화된 오류 수정으로 많은 수의 큐비트의 얽힘을 보장하는 데 필요한 빠르고 확장 가능한 아키텍처를 개발하는 것은 현재 다양한 각도와 다양한 컴퓨팅 플랫폼에서 공격을 받고 있는 엄청난 작업입니다. 우리는 양자 현상에 대한 신뢰할 수 있는 물리적 모델과 칩에 통합된 양자 포닉스를 위한 컴퓨터화된 설계 도구를 생성함으로써 이러한 고성능 개별 구성 요소를 개발하는 데 도움을 줄 수 있다고 믿습니다. 그런 다음 이러한 구성 요소를 얽혀야 하며, 오늘날 전자 회로 설계에서 전자 설계 자동화 도구가 당연하게 사용되는 방식과 유사하게 계산 모델링이 여기에서도 도움이 될 수 있습니다.
MK : 비즈니스 측면에서 이 분야의 주요 과제는 양자 산업이 여전히 신흥 단계이고 앞으로 어떻게 성장할 것인지, 어떻게 발전할 것인지 명확하지 않다는 것입니다. 가장 큰 전문가들조차도 다음에 무슨 일이 일어날지 확신하지 못합니다. 따라서 이 분야에 대한 경험이 많지 않은 저와 같은 새로운 기업가에게는 계획을 세우는 것이 매우 어려운 일이며, 특히 향후 몇 년 동안 우리 회사가 어떻게 발전할 것인지에 대한 장기 계획을 세우는 것은 매우 어려운 일입니다. 우리는 신속하게 대응하고 기회가 생겼을 때 이를 포착하고 새로운 것을 경계하기 위해 매우 민첩해야 한다는 것을 알고 있습니다.
현재 어떤 일을 하고 있으며, 앞으로 몇 달 안에 무엇을 할 계획인가요?
GS : 현재 우리는 광학 공동에 내장된 반도체 양자점 기반 단일 광자 소스의 설계, 모델링 및 최적화 작업을 진행하고 있습니다. 우리는 고품질 단일 광자 소스를 생산하기 위해 공동 양자 전기 역학 및 응집 현상을 활용하는 것을 목표로 하고 있습니다. 우리는 또한 실리콘의 스핀, 2D 물질의 결함 또는 광자 구조에 내장된 나노다이아몬드의 질소 공극 중심과 같은 더 넓은 범위의 양자 시스템을 설명하기를 희망합니다. 우리는 커플러, 플레이터, 로터, 마하-젠더 간섭계 및 광결정, 마이크로 공진기 등과 같은 다양한 유형의 광학 공동이 있는 도파관 형상에 관심이 있습니다.
그러나 우리의 장기 계획은 양자 컴퓨터를 구현하는 데 필요한 다중 광자 얽힘 상태를 생성하는 문제를 해결하는 것입니다. 우리는 기하학과 양자 시스템 특성의 관점에서 이러한 다중 광자 얽힌 소스를 최적화하고 싶습니다.
큐비트를 만드는 방법에는 여러 가지가 있으며, 방금 그 중 많은 방법을 언급하셨습니다. 큐비트 중립적이라는 점이 하드웨어 회사가 아닌 양자 소프트웨어 회사가 되는 장점 중 하나가 아닐까 싶습니다.
GS : 네, 하지만 우리는 양자 컴퓨팅의 미래가 칩에 통합된 양자 포토닉스에 있다고 굳게 믿기 때문에 포토닉 양자 컴퓨팅 플랫폼에 초점을 맞추고 있습니다. 이것이 확장 가능한 아키텍처를 생성할 수 있는 방법입니다. 이는 자연스러운 방식이고 전자 제품에서는 이미 적용되어 있으므로 이를 고려해야 합니다. 우리는 성숙한 반도체 기술을 사용하여 대규모 통합을 달성할 가능성이 훨씬 더 높습니다.
MK : 우리의 소프트웨어는 중성 원자에도 적용 가능하므로 중성 원자로 양자 컴퓨터를 구축하는 ColdQuanta와 같은 회사도 우리의 관심을 받고 있으며 우리는 다양한 분야에서 실제로 변화를 만들 수 있도록 소프트웨어 제품군을 개발하려는 매우 야심 찬 계획을 가지고 있습니다. 양자 기술 산업의 하위 부문. 그러나 그것은 우리의 로드맵에 따른 것이며, 지금까지 잘 해결되지 않았기 때문에 큐비트의 물리적 구현을 위한 광자 방식에 초점을 맞추고 있다는 Gaby의 말이 맞습니다. 우리는 이를 바로잡고 실제로 해당 시스템을 제대로 개발하고 고객의 요구 사항을 적절한 방식으로 해결하여 고객이 우리가 제공하는 서비스에 만족할 수 있도록 노력하고 있습니다.
미렐라 콜레바 최고 경영자이며 가비 슬라브체바 Quantopticon의 최고 과학 책임자입니다.
포스트 양자 포토닉스의 파도 타기 첫 번째 등장 물리 세계.
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