Расскажите нам о Quantopticon и проблемах, которые вы надеетесь решить для квантового сообщества.
Мирелла Колева, генеральный директор: Как квантовые физики, материаловеды и инженеры, мы вместе работаем над созданием так называемых «квантовых устройств 2.0», которые используют свойства суперпозиции и запутанности. Но нам нужно понять фундаментальные физические процессы, происходящие в этих устройствах, прежде чем мы сможем лучше их проектировать, поэтому в Quantopticon мы разрабатываем программное обеспечение для моделирования, которое точно предсказывает взаимодействие света и материи в квантовой области. Наше программное обеспечение предназначено для разработки и оптимизации твердотельных квантово-фотонных компонентов, сетей и устройств.
Как вам пришла идея основать компанию?
Габи Славчева, главный научный сотрудник: Проработав много лет в области квантовой и нелинейной полупроводниковой оптики, я был знаком с методами моделирования и симуляции лазеров. Однако лазеры являются классическими устройствами с точки зрения статистики испускаемого ими излучения, и в последние годы мы стали свидетелями большого прогресса в физической реализации квантово-вычислительной парадигмы Ричарда Фейнмана, основанной на хрупких квантовых свойствах, таких как квантовая когерентность, суперпозиция и запутанность. Глобальные исследовательские усилия сейчас сосредоточены на разработке этих технологий следующего поколения и, в конечном счете, универсального квантового компьютера.
Модальность фотонных квантовых вычислений имеет большие преимущества с точки зрения масштабируемости и скорости по сравнению с другими архитектурами квантовых вычислений. Но теория и моделирование этих квантовых эффектов типа 2.0 находятся в зачаточном состоянии, и для прогнозирования производительности устройств на основе фотонных платформ необходимы передовые вычислительные инструменты. Поэтому Мирелла и я решили основать Quantopticon, чтобы удовлетворить эту растущую потребность и отсутствие таких инструментов моделирования, в частности, для квантовой фотоники. Мы стремимся ускорить появление новаторских квантовых устройств 2.0 и способствовать их широкому распространению.
Что послужило катализатором, который заставил вас сказать: «Хорошо, мы вместе создадим компанию?»
МК: Думаю, за последние пять лет произошло естественное наращивание готовности квантовых технологий. Когда мы основали компанию в 2017 году, мы предвидели этот прогресс и подумали: «Это тот момент, когда нам действительно нужно прыгнуть и принять участие, чтобы оседлать эту волну». Так что мы выбрали правильный момент.
У нас очень амбициозные планы по разработке нашего программного пакета, чтобы мы действительно могли изменить ситуацию в различных подсекторах индустрии квантовых технологий.
Частью «оседлания волны», конечно же, является получение финансирования. Как ты это сделал?
МК: В самом начале мы обращались за финансированием в Innovate UK, британское агентство по инновациям, которое предоставляет гранты таким инновационным предприятиям, как наше. Мы объединились с ведущими мировыми экспериментаторами в области квантовой оптоэлектроники из Оксфордского университета и экспертами по нитриду галлия из Кембриджского университета и вместе написали проектное предложение. Идея заключалась в том, чтобы использовать квантовые точки из нитрида индия-галлия, встроенные в полости микростолбиков из нитрида галлия, в качестве испытательного стенда для нашего программного обеспечения. Финансирование, полученное от Innovate UK, также помогло нам разработать графический пользовательский интерфейс для нашего программного обеспечения и ускорить базовый код.
Самым большим препятствием для финансирования для нас — фактически, самым трудным препятствием, которое нам пришлось преодолеть, — была попытка получить дополнительное финансирование после завершения проекта Innovate UK. У нас был дефицит финансирования во время пандемического кризиса COVID, и это было действительно тяжелое время. В течение почти трех лет мы неоднократно обращались в Innovate UK и другие государственные финансирующие агентства Великобритании, поскольку большую часть времени мы тратили на написание заявок на гранты, а не на развитие компании. Но эти грантовые предложения в конечном итоге не были выбраны для финансирования. Это была действительно низкая точка. Мы так разочаровались, что начали искать финансирование за границей.
После некоторых жертв, выдержки и абсолютной решимости Европейское космическое агентство пришло нам на помощь, поручив нам разработать компоненты для первого европейского спутника квантового шифрования. Примерно в то же время мы выиграли значительную сумму денег от Duality, программы акселерации стартапов, основанной в Чикагском университете в США, которая фокусируется на предприятиях, основанных на квантовых технологиях. Мы были единственной неамериканской компанией, которая была принята в программу, и переезд в Чикаго был частью требований, поэтому я остаюсь в США как минимум до августа 2022 года. Наконец, в январе мы получили еще одну небольшую сумму от SPIE в конкурсе Startup Challenge на Photonics West. Немного иронично и немного грустно, что мы получаем такое признание от остального мира, но не от нашей родной страны. Мы надеемся, что это изменится.
Как Duality помог вам?
МК: Он предоставил обширную поддержку, наставничество и курсы, а также возможности продемонстрировать себя на громких мероприятиях и саммитах. Было невероятно приятно участвовать как в Duality, так и в другой программе акселерации стартапов, в которой мы участвуем, которая базируется в Университете Торонто, Канада, и называется Creative Destruction Lab. Эти две программы имеют совершенно разные способы поддержки предприятий и хорошо дополняют друг друга. Нам очень повезло быть в обоих одновременно.
В чем вы видите основные проблемы для области квантовых технологий в целом?
GS: Главной технической задачей, несомненно, является физическая реализация универсального квантового компьютера. Полезный фотонный квантовый компьютер, который может продемонстрировать квантовое преимущество перед классическими вычислениями, нуждается как минимум в миллионе взаимосвязанных кубитов, чтобы обеспечить накладные расходы на квантовую коррекцию ошибок. Такие крупномасштабные архитектуры требуют сверхбыстрых операций и межсоединений, отсюда и спрос со стороны промышленности на разработку высокоскоростных и высокоточных квантовых компонентов, таких как квантовые источники света.
Разработка быстрой, масштабируемой архитектуры, необходимой для обеспечения запутывания большого количества кубитов с минимальной декогерентностью и оптимизированным исправлением ошибок, является сложной задачей, которая в настоящее время подвергается атакам со многих сторон и на разных вычислительных платформах. Мы считаем, что, создавая надежные физические модели квантовых явлений и компьютеризированные инструменты проектирования для интегрированной квантовой акустики на чипе, мы можем помочь в разработке таких высокопроизводительных отдельных компонентов. Эти компоненты затем должны быть запутаны, и здесь также может помочь вычислительное моделирование, аналогично тому, как средства автоматизации электронного проектирования используются в настоящее время как само собой разумеющееся при проектировании электронных схем.
МК: Со стороны бизнеса основная проблема в этой области заключается в том, что квантовая индустрия все еще зарождается и неясно, как она будет расти в будущем и как будет развиваться. Даже самые крупные эксперты не уверены, что будет дальше. Так что начинающему предпринимателю вроде меня, не имеющему большого опыта в этой области, очень сложно планировать, и особенно строить долгосрочные планы относительно того, как наша компания будет развиваться в ближайшие несколько лет. Мы понимаем, что нам нужно быть очень гибкими, чтобы быстро реагировать и использовать возможности, когда они появляются, и быть в поиске новых вещей.
Над чем вы сейчас работаете и что планируете сделать в ближайшие несколько месяцев?
GS: В настоящее время мы работаем над проектированием, моделированием и оптимизацией источников одиночных фотонов на основе полупроводниковых квантовых точек, встроенных в оптические резонаторы. Мы стремимся использовать квантовую электродинамику резонатора и когерентные явления для создания высококачественных однофотонных источников. Мы также надеемся описать более широкий спектр квантовых систем, таких как спины в кремнии, дефекты в двумерных материалах или азотно-вакансионные центры в наноалмазах, внедренных в фотонные структуры. Нас интересуют геометрии волноводов с ответвителями, пластинами, роторами, интерферометрами Маха-Цендера и различными типами оптических полостей, такими как фотонные кристаллы, микрорезонаторы и другие.
Но наши долгосрочные планы состоят в том, чтобы решить проблему генерации многофотонных запутанных состояний, которые необходимы для реализации квантового компьютера. Мы хотим оптимизировать эти многофотонные запутанные источники с точки зрения как геометрии, так и свойств квантовой системы.
Существует множество различных способов создания кубитов, и вы только что упомянули многие из них. Я полагаю, что нейтральность к кубитам должна быть одним из преимуществ быть компанией, занимающейся квантовым программным обеспечением, а не компанией, производящей оборудование.
GS: Да, но мы фокусируемся на платформе фотонных квантовых вычислений, потому что твердо верим, что будущее квантовых вычислений — за интегрированной квантовой фотоникой на чипе. Именно так мы можем создавать масштабируемые архитектуры; это естественный путь, и он уже работал в электронике, так что мы должны принять это во внимание. У нас гораздо больше шансов добиться крупномасштабной интеграции, используя зрелые полупроводниковые технологии.
МК: Наше программное обеспечение также применимо к нейтральным атомам, поэтому такие компании, как ColdQuanta, которые создают квантовые компьютеры из нейтральных атомов, также представляют для нас интерес, и у нас есть очень амбициозные планы по разработке нашего программного пакета, чтобы мы действительно могли изменить ситуацию в различных областях. подотраслей индустрии квантовых технологий. Но это дальше в нашей дорожной карте, и Габи права, что мы фокусируемся на фотонной модальности для физической реализации кубитов, потому что до сих пор она недостаточно хорошо решена. Мы пытаемся исправить это и убедиться, что мы действительно можем правильно разработать эти системы и соответствующим образом удовлетворить потребности наших клиентов, чтобы они были довольны услугами, которые они получают от нас.
Мирелла Колева является главным исполнительным директором и Габи Славчева является главным научным сотрудником компании Quantopticon.
сообщение На волне квантовой фотоники Появившийся сначала на Мир физики.
- "
- 11
- 2022
- 28
- 2D
- a
- О нас
- ускорять
- ускоритель
- Учетная запись
- Достигать
- адрес
- Принятие
- продвинутый
- плюс
- Преимущества
- агентство
- проворный
- Стремясь
- уже
- честолюбивый
- количество
- отношение
- прикладной
- соответствующий
- архитектура
- ПЛОЩАДЬ
- около
- Август
- автоматический
- автоматизация
- награжден
- , так как:
- до
- не являетесь
- Крупнейшая
- Немного
- строить
- Строительство
- бизнес
- бизнес
- Кембридж
- Канада
- Катализатор
- вызов
- проблемы
- сложные
- изменение
- Чикаго
- главный
- Директор компании
- чип
- выбранный
- соучредители
- код
- сообщество
- Компании
- Компания
- сравненный
- конкурс
- комплемент
- полностью
- компоненты
- вычисление
- компьютер
- компьютеры
- вычисление
- страна
- Covid
- Создающий
- творческий
- кризис
- В настоящее время
- решенный
- Спрос
- демонстрировать
- описывать
- Проект
- проектирование
- определение
- развивать
- развивающийся
- Устройства
- DID
- разница
- различный
- трудный
- не
- в течение
- каждый
- Рано
- эффекты
- усилия
- Электронный
- Electronics
- встроенный
- появление
- шифрование
- Инженеры
- Предприниматель
- особенно
- Европейская кухня
- События
- исполнительный
- опыт
- эксперты
- Эксплуатировать
- БЫСТРО
- в заключение
- First
- внимание
- фокусируется
- фокусировка
- найденный
- от
- полный
- фундаментальный
- финансирование
- далее
- будущее
- разрыв
- порождающий
- получающий
- Глобальный
- будет
- Правительство
- гранты
- большой
- новаторским
- Расти
- Рост
- происходить
- счастливый
- Аппаратные средства
- высота
- помощь
- помог
- здесь
- высококачественный
- очень
- держать
- Главная
- надежды
- надеясь
- Как
- Однако
- HTTPS
- идея
- изображение
- реализация
- невероятно
- individual
- промышленность
- Инновации
- инновационный
- интегрированный
- интеграции.
- интерес
- заинтересованный
- Интерфейс
- Интервью
- вовлеченный
- IT
- январь
- Прыгать
- лаборатория
- большой
- лазеры
- легкий
- Вероятно
- долгосрочный
- искать
- сделанный
- сделать
- Создание
- способ
- материалы
- Вопрос
- зрелый
- упомянутый
- методы
- миллиона
- минимальный
- Модели
- деньги
- месяцев
- БОЛЕЕ
- самых
- натуральный
- потребности
- сетей
- следующий
- следующее поколение
- номер
- полученный
- сотрудник
- онлайн
- Операционный отдел
- Возможности
- оптимизация
- Оптимизировать
- оптимизированный
- оптимизирующий
- Другие контрактные услуги
- Oxford
- пандемия
- парадигма
- часть
- особый
- производительность
- выполнения
- физический
- Планы
- Платформа
- Платформы
- Точка
- Точка зрения
- предсказывать
- Проблема
- проблемам
- Процессы
- производит
- программы
- программы
- Проект
- свойства
- рассматривается
- обеспечивать
- при условии
- приводит
- Квантовый
- квантовые вычисления
- быстро
- ассортимент
- Готовность
- область
- последний
- складская
- удаленные
- требовать
- Требования
- исследованиям
- ОТДЫХ
- Дорожная карта
- то же
- спутник
- Масштабируемость
- масштабируемые
- Ученые
- полупроводник
- обслуживание
- несколько
- демонстрации
- значительный
- кремний
- аналогичный
- моделирование
- одинарной
- небольшой
- So
- Software
- РЕШАТЬ
- некоторые
- Space
- скорость
- Начало
- Start-up
- и политические лидеры
- ввод в эксплуатацию
- Области
- статистика
- По-прежнему
- поддержка
- поддержки
- система
- системы
- Технический
- технологии
- Технологии
- terms
- тестXNUMX
- Ассоциация
- мир
- вещи
- три
- время
- вместе
- инструменты
- топ
- Торонто
- к
- переход
- Типы
- Uk
- Правительство Великобритании
- понимать
- Universal
- Университет
- университет Кембриджа
- Оксфордский университет
- us
- использование
- различный
- VENTURES
- Вид
- Wave
- способы
- Богатство
- запад
- Что
- Что такое
- КТО
- Шире
- широко распространена
- в
- работавший
- работает
- Мир
- письмо
- лет