Vertel ons over Quantopticon en de problemen die u hoopt op te lossen voor de kwantumgemeenschap.
Mirella Koleva, algemeen directeur: Als kwantumfysici, materiaalwetenschappers en ingenieurs werken we samen aan de bouw van zogenaamde ‘kwantum 2.0’-apparaten die gebruik maken van de eigenschappen van superpositie en verstrengeling. Maar we moeten de fundamentele fysieke processen die in deze apparaten plaatsvinden begrijpen voordat we ze beter kunnen ontwerpen. Daarom ontwikkelen we bij Quantopticon simulatiesoftware die de interacties tussen licht en materie in het kwantumrijk nauwkeurig voorspelt. Onze software is bedoeld als een platform voor het ontwerpen en optimaliseren van solid-state kwantumfotonische componenten, netwerken en apparaten.
Hoe kwam je op het idee om het bedrijf te starten?
Gaby Slavcheva, hoofd wetenschappelijk directeur: Omdat ik jarenlang in de kwantum- en niet-lineaire halfgeleideroptica had gewerkt, was ik op de hoogte van de methoden voor het modelleren en simuleren van lasers. Lasers zijn echter klassieke apparaten in termen van de statistieken van de straling die ze uitzenden, en de afgelopen jaren zijn we getuige geweest van grote vooruitgang in de richting van de fysieke realisatie van Richard Feynmans kwantumcomputerparadigma, gebaseerd op fragiele kwantumeigenschappen zoals kwantumcoherentie, superpositie en verstrengeling. De mondiale onderzoeksinspanningen zijn nu gericht op de ontwikkeling van deze technologieën van de volgende generatie en uiteindelijk op een universele kwantumcomputer.
De fotonische kwantumcomputermodaliteit heeft grote voordelen in termen van schaalbaarheid en snelheid vergeleken met andere kwantumcomputerarchitecturen. Maar de theorie en modellering van deze quantum 2.0-effecten staan nog in de kinderschoenen, en er zijn geavanceerde computerhulpmiddelen nodig om de prestaties van apparaten op basis van fotonische platforms te voorspellen. Daarom besloten Mirella en ik Quantopticon op te richten om tegemoet te komen aan deze groeiende behoefte en aan het gebrek aan dergelijke modelleringstools voor kwantumfotonica in het bijzonder. We streven ernaar de opkomst van baanbrekende quantum 2.0-apparaten te versnellen en de wijdverspreide adoptie ervan te vergemakkelijken.
Wat was de katalysator die ervoor zorgde dat je zei: “Oké, we gaan samen een bedrijf starten?”
MK: Ik denk dat er de afgelopen vijf jaar een natuurlijke opbouw van de gereedheid van kwantumtechnologieën heeft plaatsgevonden. Toen we het bedrijf in 2017 startten, anticipeerden we op deze vooruitgang en dachten we: “Dit is het moment waarop we echt moeten ingrijpen en meedoen om op deze golf mee te liften.” Dus kozen we het juiste moment.
We hebben zeer ambitieuze plannen om ons softwarepakket te ontwikkelen, zodat we echt een verschil kunnen maken in de verschillende subsectoren van de quantumtechnologie-industrie
Een deel van het meeliften op de golf is natuurlijk het verkrijgen van financiering. Hoe heb je dat gedaan?
MK: In het allereerste begin hebben we financiering aangevraagd bij Innovate UK, het Britse innovatiebureau, dat subsidies verstrekt aan innovatieve bedrijven zoals het onze. We werkten samen met toonaangevende experimentatoren op het gebied van kwantumopto-elektronica aan de Universiteit van Oxford en experts op het gebied van galliumnitride aan de Universiteit van Cambridge en we schreven samen een projectvoorstel. Het idee was om indium-galliumnitride-kwantumdots, ingebed in galliumnitride-micropilaarholtes, te gebruiken als testbed voor onze software. De financiering die we van Innovate UK hebben verkregen, heeft ons ook geholpen een grafische gebruikersinterface voor onze software te ontwikkelen en de onderliggende code te versnellen.
De grootste financieringshindernis voor ons – sterker nog, de moeilijkste hindernis die we hebben moeten overwinnen – was het verkrijgen van vervolgfinanciering nadat het Innovate UK-project was afgerond. We hadden een financieringstekort tijdens de COVID-pandemiecrisis en dat was een heel moeilijke tijd. Bijna drie jaar lang hebben we herhaaldelijk een aanvraag ingediend bij Innovate UK en andere financieringsinstanties van de Britse overheid, in die mate dat we het grootste deel van onze tijd besteedden aan het schrijven van subsidievoorstellen in plaats van aan het ontwikkelen van het bedrijf. Maar deze subsidievoorstellen kwamen uiteindelijk niet in aanmerking voor financiering. Dat was echt een dieptepunt. We raakten zo ontmoedigd dat we financiering uit het buitenland gingen zoeken.
Na wat opofferingen, doorzettingsvermogen en pure vastberadenheid kwam de European Space Agency ons te hulp door ons de opdracht te geven componenten te ontwerpen voor de eerste Europese kwantumencryptiesatelliet. Rond dezelfde tijd wonnen we een aanzienlijk geldbedrag van Duality, een start-up acceleratorprogramma aan de Universiteit van Chicago in de VS dat zich richt op ondernemingen die geworteld zijn in kwantumtechnologieën. We waren het enige niet-Amerikaanse bedrijf dat tot het programma werd toegelaten en verhuizen naar Chicago was onderdeel van de vereisten, dus ik blijf in de VS tot tenminste augustus 2022. Uiteindelijk kregen we in januari nog een klein bedrag van de SPIE in hun Startup Challenge-wedstrijd bij Photonics West. Het is een beetje ironisch en enigszins triest dat we zoveel erkenning krijgen van de rest van de wereld, maar niet van ons thuisland. Wij hopen dat dit zal veranderen.
Hoe heeft Dualiteit je geholpen?
MK: Het heeft een schat aan ondersteuning, mentoring en cursussen opgeleverd, evenals mogelijkheden om onszelf te presenteren op spraakmakende evenementen en topconferenties. Het was ongelooflijk de moeite waard om deel uit te maken van zowel Duality als het andere start-up acceleratorprogramma waar we aan meedoen, dat is gevestigd aan de Universiteit van Toronto, Canada, en Creative Destruction Lab heet. De twee programma's hebben totaal verschillende manieren om ondernemingen te ondersteunen en vullen elkaar goed aan. We hebben het geluk dat we in beide tegelijk zijn.
Wat ziet u als de belangrijkste uitdagingen voor het veld van de kwantumtechnologie als geheel?
GS: De belangrijkste technische uitdaging is ongetwijfeld de fysieke realisatie van een universele kwantumcomputer. Een bruikbare fotonische kwantumcomputer die kwantumvoordeel ten opzichte van klassieke berekeningen kan aantonen, heeft minstens een miljoen onderling verbonden qubits nodig om overhead te bieden voor kwantumfoutcorrectie. Dergelijke grootschalige architecturen vereisen ultrasnelle operaties en onderlinge verbindingen, vandaar de vraag van de industrie om kwantumcomponenten met hoge snelheid en hoge betrouwbaarheid te ontwikkelen, zoals kwantumlichtbronnen.
Het ontwikkelen van het soort snelle, schaalbare architectuur dat nodig is om de verstrengeling van een groot aantal qubits met minimale decoherentie en geoptimaliseerde foutcorrectie te garanderen, is een enorme taak die momenteel vanuit vele hoeken en op verschillende computerplatforms wordt aangevallen. Wij geloven dat we, door het creëren van betrouwbare fysieke modellen van kwantumfenomenen en geautomatiseerde ontwerptools voor geïntegreerde kwantumfonie op een chip, kunnen helpen zulke hoog presterende individuele componenten te ontwikkelen. Deze componenten moeten dan met elkaar verstrengeld worden, en computationele modellering kan hier ook helpen, vergelijkbaar met de manier waarop elektronische ontwerpautomatiseringstools tegenwoordig als vanzelfsprekend worden gebruikt bij het ontwerpen van elektronische schakelingen.
MK: Aan de zakelijke kant is de belangrijkste uitdaging op dit gebied dat de kwantumindustrie nog steeds in opkomst is en dat het niet duidelijk is hoe deze in de toekomst zal groeien en hoe deze zich zal ontwikkelen. Zelfs de grootste experts weten niet zeker wat er nu gaat gebeuren. Het is dus een hele uitdaging voor een nieuwe ondernemer zoals ik, die nog niet veel ervaring op dit gebied heeft, om plannen te maken, en vooral om langetermijnplannen te maken over hoe ons bedrijf zich de komende jaren gaat ontwikkelen. We zijn ons ervan bewust dat we zeer wendbaar moeten zijn om snel te kunnen reageren, kansen te grijpen wanneer die zich voordoen en op zoek te zijn naar nieuwe dingen.
Waar ben je nu mee bezig en wat ben je van plan de komende maanden te doen?
GS: Momenteel werken we aan het ontwerp, de modellering en de optimalisatie van op kwantumdots gebaseerde halfgeleider-fotonenbronnen ingebed in optische holtes. We streven ernaar de kwantumelektrodynamica en coherente verschijnselen van holtes te benutten om hoogwaardige bronnen voor afzonderlijke fotonen te produceren. We hopen ook een breder scala aan kwantumsystemen te beschrijven, zoals spins in silicium, defecten in 2D-materialen of stikstof-vacancycentra in nanodiamanten ingebed in fotonische structuren. We zijn geïnteresseerd in golfgeleidergeometrieën met koppelingen, platers, rotors, Mach-Zehnder-interferometers en verschillende soorten optische holtes, zoals fotonische kristallen, microresonatoren en andere.
Maar onze langetermijnplannen zijn bedoeld om het probleem aan te pakken van het genereren van met meerdere fotonen verstrengelde toestanden, die nodig zijn voor het realiseren van een kwantumcomputer. We willen deze met meerdere fotonen verstrengelde bronnen optimaliseren vanuit het oogpunt van zowel de geometrie als de eigenschappen van het kwantumsysteem.
Er zijn veel verschillende manieren om qubits te maken, en je hebt er zojuist veel genoemd. Ik denk dat qubit-neutraal zijn een van de voordelen moet zijn van het zijn van een quantumsoftwarebedrijf in plaats van een hardwarebedrijf.
GS: Ja, maar we concentreren ons op het fotonische kwantumcomputerplatform omdat we er sterk van overtuigd zijn dat de toekomst van kwantumcomputers ligt in geïntegreerde kwantumfotonica op een chip. Dit is de manier waarop we schaalbare architecturen kunnen produceren; het is een natuurlijke manier en het heeft al gewerkt in de elektronica, dus daar moeten we rekening mee houden. Het is veel waarschijnlijker dat we grootschalige integratie zullen bereiken met behulp van volwassen, halfgeleidende technologieën.
MK: Onze software is ook toepasbaar op neutrale atomen, dus bedrijven als ColdQuanta die kwantumcomputers bouwen op basis van neutrale atomen zijn ook van belang voor ons, en we hebben zeer ambitieuze plannen om ons softwarepakket zo te ontwikkelen dat we echt een verschil kunnen maken in de verschillende subsectoren van de kwantumtechnologie-industrie. Maar dat is verder op onze routekaart, en Gaby heeft gelijk dat we ons concentreren op de fotonische modaliteit voor de fysieke implementatie van qubits, omdat deze tot nu toe niet goed is aangepakt. Wij proberen dat recht te zetten en ervoor te zorgen dat we die systemen echt goed kunnen ontwikkelen en op een passende manier kunnen inspelen op de behoeften van onze klanten, zodat ze tevreden zijn met de service die ze van ons krijgen.
Mirella Koleva is de CEO en Gaby Slavcheva is de belangrijkste wetenschappelijke functionaris bij Quantopticon.
De post Meerijden op de golf in kwantumfotonica verscheen eerst op Natuurkunde wereld.
- "
- 11
- 2022
- 28
- 2D
- a
- Over
- versnellen
- versneller
- Account
- Bereiken
- adres
- Adoptie
- vergevorderd
- Voordeel
- voordelen
- agentschap
- behendig
- het richten
- al
- ambitieus
- bedragen
- toepasselijk
- toegepast
- passend
- architectuur
- GEBIED
- rond
- Augustus
- auto
- Automatisering
- Bekroond
- omdat
- vaardigheden
- wezen
- Grootste
- Beetje
- bouw
- Gebouw
- bedrijfsdeskundigen
- ondernemingen
- Cambridge
- Canada
- Catalyst
- uitdagen
- uitdagingen
- uitdagend
- verandering
- chicago
- chef
- chief executive officer
- spaander
- uitgekozen
- Cake co-founders.
- code
- gemeenschap
- Bedrijven
- afstand
- vergeleken
- concurrentie
- Aanvulling
- compleet
- componenten
- berekening
- computer
- computers
- computergebruik
- Land
- Covidien
- Wij creëren
- Creatieve
- crisis
- Op dit moment
- beslist
- Vraag
- tonen
- beschrijven
- Design
- ontwerpen
- bepaling
- ontwikkelen
- het ontwikkelen van
- systemen
- DEED
- verschil
- anders
- moeilijk
- Nee
- gedurende
- elk
- Vroeg
- duurt
- inspanningen
- elektronisch
- Elektronica
- ingebed
- opkomende
- encryptie
- Ingenieurs
- Ondernemer
- vooral
- Nederlands
- EVENTS
- uitvoerend
- ervaring
- deskundigen
- Exploiteren
- SNELLE
- Tot slot
- Voornaam*
- gericht
- richt
- gericht
- gevonden
- oppompen van
- vol
- fundamenteel
- financiering
- verder
- toekomst
- kloof
- het genereren van
- het krijgen van
- Globaal
- gaan
- Overheid
- subsidies
- groot
- baanbrekende
- Groeien
- Groeiend
- gebeuren
- gelukkig
- Hardware
- Hoogte
- hulp
- geholpen
- hier
- hoogwaardige
- zeer
- houden
- Home
- hoop
- in de hoop
- Hoe
- Echter
- HTTPS
- idee
- beeld
- uitvoering
- ongelooflijk
- individueel
- -industrie
- Innovatie
- innovatieve
- geïntegreerde
- integratie
- belang
- geïnteresseerd
- Interface
- Interview
- betrokken zijn
- IT
- Januari
- springen
- laboratorium
- Groot
- lasers
- licht
- Waarschijnlijk
- langdurig
- op zoek
- gemaakt
- maken
- maken
- manier
- materieel
- Materie
- volwassen
- vermeld
- methoden
- miljoen
- minimum
- modellen
- geld
- maanden
- meer
- meest
- Naturel
- behoeften
- netwerken
- volgende
- volgende generatie
- aantal
- verkregen
- Officier
- online.
- Operations
- Kansen
- optimalisatie
- Optimaliseer
- geoptimaliseerde
- optimaliseren
- Overige
- Oxford
- pandemisch
- paradigma
- deel
- bijzonder
- prestatie
- uitvoerend
- Fysiek
- plannen
- platform
- platforms
- punt
- Oogpunt
- voorspellen
- probleem
- problemen
- processen
- produceren
- programma
- programma's
- project
- vastgoed
- voorstel
- zorgen voor
- mits
- biedt
- Quantum
- quantum computing
- snel
- reeks
- gereedheid
- rijk
- recent
- betrouwbaar
- vanop
- vereisen
- Voorwaarden
- onderzoek
- REST
- roadmap
- dezelfde
- satelliet
- Schaalbaarheid
- schaalbare
- wetenschappers
- halfgeleider
- service
- verscheidene
- showcase
- aanzienlijke
- Silicium
- gelijk
- simulatie
- single
- Klein
- So
- Software
- OPLOSSEN
- sommige
- Tussenruimte
- snelheid
- begin
- Start-up
- gestart
- startup
- Staten
- statistiek
- Still
- ondersteuning
- Ondersteuning
- system
- Systems
- Technisch
- Technologies
- Technologie
- termen
- proef
- De
- de wereld
- spullen
- drie
- niet de tijd of
- samen
- tools
- top
- toronto
- in de richting van
- overgang
- types
- Uk
- Britse regering
- begrijpen
- Universeel
- universiteit-
- Universiteit van Cambridge
- Universiteit van Oxford
- us
- .
- divers
- Ventures
- Bekijk
- Wave
- manieren
- Rijkdom
- West
- Wat
- Wat is
- WIE
- bredere
- wijd verspreid
- binnen
- werkte
- werkzaam
- wereld
- het schrijven van
- jaar