Kvantfysik är konstigt, men här är hur det tjänar oss pengar

Fysiker har länge skröt om sin framgång i vad som kallas "quantum 1.0" teknik – halvledarövergångar, transistorer, lasrar och så vidare. Men framtiden kommer allt mer att fokusera på "quantum 2.0" teknologi, som utnyttjar fenomen som superposition och intrassling för att tillåta allt från kvantberäkning och kryptografi till kvantavkänning, timing och avbildning.

De otroliga möjligheterna med quantum 2.0 kom hem till mig när jag deltog i Storbritanniens National Quantum Technologies Showcase (NQTS) i centrala London i november. Med Storbritannien hem för ungefär hälften av alla kvantföretag i Europa var evenemanget slutsålt, med 1000 delegater på plats. Det var också mer än 60 utställare montrar och ett fullspäckat program av samtal.

Showcasen belyste framsteg som gjorts av Storbritannien Nationellt Quantum Technologies-program, som har investerat nästan 175 miljoner pund i kvantteknologi under det senaste decenniet och stöttat 139 affärsledda projekt som involverar 141 olika företag. Dessa pengar har genererat över 390 miljoner pund i ytterligare investeringar sedan 2018 – och regeringen hoppas att 1 miljard pund av offentliga och privata pengar kommer att ha gått till brittisk kvantforskning och innovation 2024.

Quantum tech har varit en riktig framgångssaga i Storbritannien. Enligt managementkonsulter Ankrad-In, har totalt 46 kvantteknikföretag etablerats i landet under det senaste decenniet. Tillsammans har de samlat in mer än £346 miljoner i investeringar och sysselsätter nu 850 personer, med cirka £101 miljoner investerade bara under de tre första kvartalen 2022.

Flera kvantteknikföretag tar nu in lika mycket pengar som de spenderar på FoU, vilket alltid är ett utmärkt tecken

Faktum är att kvantteknik var en av Storbritanniens sex snabbast växande sektorer 2021, och den stora förändringen 2022, enligt Anchored-In, är att dessa företag nu börjar generera betydande mängder intäkter. Faktum är att de uppskattar att de har tjänat mer än £50 miljoner i försäljning, med flera företag som nu tar in lika mycket pengar som de spenderar på FoU, vilket alltid är ett utmärkt tecken.

Vinnande företag

Händelsen i London sammanföll med publiceringen av Institutet för fysik (IOP) av en ny rapport utformad för att stödja Avdelningen för affärs-, energi- och industriell strategi. Berättigad En vision för Quantum Technologies i Storbritannien, skapades den i samråd med IOP-medlemmar via en blandning av intressentevenemang och beställd forskning. IOP har också satt upp en ny kvantaffärsinnovation och tillväxt (qBIG) grupp för att stödja kommersialisering i Storbritannien och Irland inom detta område.

Faktum är att flera vinnare av IOP-företagspriset var representerade på NQST, som arbetade med allt från kvantberäkning till kvantkommunikation och avkänning. De inkluderade Universal Quantum, som är på väg att skapa en kvantprocessor med en miljon qubits. Det skulle vara ännu mer imponerande än IBMs Osprey-enhet, som har 433 qubits och ett mål på 4000 år 2024.

Universal Quantums elektroniska moduler är baserade på kiselteknologi, anslutna med hjälp av ultrasnabba elektriska fältlänkar för att bilda en arkitektur som verkligen kan skalas. Företaget meddelade nyligen ett kontrakt på 67 miljoner euro med Tyska rymdcentret att bygga världens första fullt skalbara kvantdator baserad på fångade-jonteknologi.

Även på London-evenemanget var ORCA Computing, som vann en IOP business start-up award 2020. Företaget gör stora framsteg på sin fotonikbaserade kvantberäkningsplattform för rumstemperatur, efter att ha tillkännagivit 15 miljoner dollar i investeringsfinansiering i januari 2022. I själva verket ger det Storbritanniens försvarsministerium ett ORCA PT-1 dator – den första i sitt slag som kan fungera i rumstemperatur. En annan har sålts till Israel Quantum Computer Center, "med fler tillkännagivanden kommer snart" enligt chefen Richard Murray.

Under tiden, Aegiq, som fungerar i kvantnyckeldistribution (QKD) och vann ett IOP-startpris 2021, har lanserat sina första produkter. Aegiq avleddes från University of Sheffield 2019 och har fått nästan 4 miljoner pund för att utveckla "iSPS"-teknik, som producerar oskiljbara enstaka fotoner. Den första applikationen förväntas vara i satellit QKD, med iSPS som erbjuder hastigheter 10 gånger högre än de bästa tillgängliga för närvarande, vilket gör att data kan skickas säkrare.

Jag blev också fascinerad av Cerca Magnetics, som fick en 2022 IOP business innovation award för att ha lanserat världens första bärbara magnetoencefalografiska skanner. Med hjälp av optiskt pumpade rumstemperaturmagnetometrar är varje sensorelement inte större än en LEGO-kloss och kan mäta mänsklig hjärnfunktion med en känslighet som kan jämföras med kryogena supraledande enheter. Cerca har redan byggt ett lätt 3D-utskrivet huvudmonterat skannerlock och installerat flera system runt om i världen.

Då var det QLM-teknik, som vann ett IOP-pris för start av företag 2020 och har framgångsrikt testat det "kvantgaskamera" på fältet och samlade in 12 miljoner pund i finansiering i augusti 2022. QLM tillverkar lågkostnads-, lågeffekts, avstämbar diod LIDAR-gasbildsystem baserade på infraröda enfotondetektorer. De kan övervaka läckage av metan – en potent växthusgas – från gas- och oljekällor. QLM:s tidiga prototyper avbildade delar per miljon nivåer av metan på avstånd på upp till 200 m.

Det är denna innovationsanda som har lett till qBIG-priset, som kommer att belöna små och medelstora företag 10,000 XNUMX pund i kontanter och ge dem mentorskap och tillgång till IOP-accelerator och affärsnätverk. Priset är sponsrat av London-baserade Kvantexponentiell, som är det första börsnoterade företaget att börja sammanställa en portfölj av minoritetsinvesteringar i kvantteknologiföretag i ett tidigt skede runt om i världen. Det handlar på AQSE tillväxtmarknad under tickersymbolen "QBIT", vilket de flesta Fysikvärlden Jag är säker på att läsarna är lätta att komma ihåg.

• Deadline för anmälningar till IOP:s företagspriser 2023 är 16 januari: se iop.awardsplatform.com för fullständig information om hur du ansöker.