告诉我们有关 Quantopticon 的信息以及您希望为量子社区解决的问题。
首席执行官米雷拉·科列娃: 作为量子物理学家、材料科学家和工程师,我们正在共同努力构建所谓的“量子 2.0”设备,利用叠加和纠缠的特性。但我们需要先了解这些设备中发生的基本物理过程,然后才能更好地设计它们,因此在 Quantopticon,我们正在开发模拟软件,可以准确预测量子领域中的光与物质相互作用。我们的软件旨在成为设计和优化固态量子光子组件、网络和设备的平台。
您是如何萌生创办公司的想法的?
首席科学官 Gaby Slavcheva: 在量子和非线性半导体光学领域工作多年,我了解激光建模和仿真的方法。然而,就其发射的辐射统计而言,激光器是经典设备,近年来,我们目睹了理查德·费曼基于量子相干、叠加和纠缠等脆弱量子特性的量子计算范式的物理实现取得了巨大进展。全球研究工作现在集中在开发这些下一代技术,并最终开发通用量子计算机。
与其他量子计算架构相比,光子量子计算模式在可扩展性和速度方面具有巨大优势。但这些量子 2.0 型效应的理论和建模还处于起步阶段,需要先进的计算工具来预测基于光子平台的设备的性能。因此,Mirella 和我决定成立 Quantopticon 来解决这种不断增长的需求,尤其是量子光子学缺乏此类建模工具的情况。我们的目标是加速突破性量子 2.0 设备的出现并促进其广泛采用。
是什么促使你说:“好吧,我们要一起创办一家公司?”
MK: 我认为过去五年里量子技术的准备度自然而然地增强了。当我们在 2017 年创办公司时,我们就期待着这一进展,我们认为,“现在是我们真正需要加入并参与其中以乘风破浪的时刻。”所以我们选择了正确的时机。
我们有非常雄心勃勃的计划来开发我们的软件套件,以便我们能够真正在量子技术行业的各个子行业中发挥作用
当然,顺应潮流的一部分就是获得资金。你是怎么做到的?
MK: 在很早的时候,我们就向英国创新机构 Innovate UK 申请了资金,该机构为像我们这样的创新企业提供资助。我们与牛津大学世界领先的量子光电子学实验家和剑桥大学的氮化镓专家合作,共同撰写了一份项目提案。我们的想法是使用嵌入氮化镓微柱腔中的氮化铟镓量子点作为我们软件的测试台。我们从 Innovate UK 获得的资金还帮助我们为我们的软件开发图形用户界面并加速底层代码。
我们面临的最大的资金障碍——事实上,也是我们必须克服的最困难的障碍——是在“创新英国”项目完成后试图获得后续资金。在新冠病毒大流行危机期间,我们遇到了资金缺口,那是一段非常艰难的时期。近三年来,我们反复向创新英国和其他英国政府资助机构申请,以至于我们大部分时间都花在撰写资助提案而不是发展公司上。但这些拨款提案最终没有被选择资助。那真是一个低谷。我们非常灰心,开始寻找国外融资。
经过一些牺牲、勇气和坚定的决心后,欧洲航天局委托我们为第一颗欧洲量子加密卫星设计组件,从而拯救了我们。大约在同一时间,我们从 Duality 获得了一大笔资金,这是一个位于美国芝加哥大学的初创加速器项目,专注于植根于量子技术的企业。我们是唯一一家获准加入该计划的非美国公司,搬迁到芝加哥是要求的一部分,因此我至少要在美国呆到 2022 年 XNUMX 月。最后,在 XNUMX 月份,我们又获得了一笔小额资金SPIE 参加在西部光子学 (Photonics West) 举办的创业挑战赛。这有点讽刺,也有点悲伤,我们得到了世界其他地方的如此多的认可,但却没有得到我们祖国的认可。我们希望这种情况能够改变。
二元性对你有什么帮助?
MK: 它提供了大量的支持、指导和课程,以及在备受瞩目的活动和峰会上展示自己的机会。能够成为 Duality 和我们参与的另一个初创加速器项目的一部分是非常有意义的,该项目位于加拿大多伦多大学,被称为创意破坏实验室。这两个项目支持企业的方式完全不同,而且相辅相成。我们很幸运能够同时身处这两个领域。
您认为整个量子技术领域面临的主要挑战是什么?
GS: 主要的技术挑战无疑是通用量子计算机的物理实现。一台有用的光子量子计算机可以证明相对于经典计算的量子优势,需要至少一百万个互连的量子位来提供量子纠错的开销。如此大规模的架构需要超快的运算和互连,因此业界需要开发高速和高保真度的量子组件,例如量子光源。
开发一种快速、可扩展的架构,以确保大量量子位的纠缠,具有最小的退相干性和优化的纠错能力,是一项艰巨的任务,目前正在从多个角度和不同的计算平台上进行攻击。我们相信,通过创建可靠的量子现象物理模型和用于芯片上集成量子语音的计算机化设计工具,我们可以帮助开发此类高性能的单个组件。然后需要将这些组件纠缠在一起,计算建模也可以在这里提供帮助,类似于当今电子电路设计中理所当然地使用电子设计自动化工具的方式。
MK: 在商业方面,该领域的主要挑战是量子产业仍处于新兴阶段,未来将如何增长、如何发展尚不清楚。即使是最伟大的专家也不确定接下来会发生什么。所以对于像我这样在这方面没有太多经验的新创业者来说,制定计划,特别是制定我们公司未来几年如何发展的长期计划是非常具有挑战性的。我们意识到,我们需要非常敏捷,能够快速做出反应,在机会出现时抓住机会,并寻找新事物。
您现在正在做什么?未来几个月您打算做什么?
GS: 目前,我们正在致力于嵌入光学腔中的基于半导体量子点的单光子源的设计、建模和优化。我们的目标是利用腔量子电动力学和相干现象来产生高质量的单光子源。我们还希望描述更广泛的量子系统,例如硅中的自旋、二维材料中的缺陷或嵌入光子结构中的纳米金刚石中的氮空位中心。我们对具有耦合器、电镀器、转子、马赫-曾德干涉仪和不同类型的光学腔(例如光子晶体、微谐振器等)的波导几何结构感兴趣。
但我们的长期计划是解决生成多光子纠缠态的问题,这是实现量子计算机所需的。我们希望从几何和量子系统特性的角度来优化这些多光子纠缠源。
制造量子位有很多不同的方法,你刚才提到了其中的许多方法。我想量子位中立一定是作为量子软件公司而不是硬件公司的优势之一。
GS: 是的,但我们专注于光子量子计算平台,因为我们坚信量子计算的未来在于芯片上的集成量子光子学。这就是我们可以产生可扩展架构的方式;这是一种自然的方式,并且已经在电子领域发挥了作用,所以我们需要考虑到这一点。我们更有可能利用成熟的半导体技术实现大规模集成。
MK: 我们的软件也适用于中性原子,因此像 ColdQuanta 这样用中性原子构建量子计算机的公司也引起了我们的兴趣,我们有非常雄心勃勃的计划来开发我们的软件套件,以便我们能够真正在各种领域发挥作用。量子技术产业的子行业。但这是我们路线图的进一步发展,Gaby 是对的,我们正在关注量子位物理实现的光子模式,因为到目前为止它还没有得到很好的解决。我们正在努力纠正这一问题,并确保我们能够真正正确地开发这些系统并以适当的方式满足客户的需求,以便他们对我们提供的服务感到满意。
米雷拉·科莱娃 是首席执行官并且 加比·斯拉夫切娃 是 Quantopticon 的首席科学官。
该职位 在量子光子学中乘风破浪 最早出现 物理世界.
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