突破极限!超级量子光芯片实现全球最高性能光子量子比特

近日,硅谷量子光子计算先驱PsiQuantum宣布推出其最新的Omega量子光子芯片组,这一技术的突破标志着光子量子计算的产业化迈出了重要一步。通过制造百万量子比特规模的系统,PsiQuantum的研究团队在全球量子计算领域确立了新的标杆。

Omega量子光子芯片组由多个关键组件构成,包括波导、分束器、弯曲器和单光子源等,能够在中等规模的集成环境中实现高效操作。公司首席执行官Jeremy O'Brien教授在新闻发布会上表示,该芯片组采用先进的GlobalFoundries 45CLO硅光工艺,使得多个组件实现了三维异构集成。这一创新突破不仅提升了光子芯片的性能密度,还在量子比特操控的可靠性、干涉可见度以及量子互联保真度方面达到了前所未有的高度。

具体来说,Omega芯片的单比特操控保真度达到了99.98%,超越了通常认为的容错计算阈值。而双光子干涉的可见度则为99.5%,完全符合量子纠错的要求。这些技术优势使得PsiQuantum在长距离量子通信方面也取得了突破,250米量子互联的保真度达到了99.72%,为未来的量子网络铺平了道路。

为了支撑百万量子比特的目标,PsiQuantum不仅在材料创新方面进行了探索,开发出超导钨硅化合物(WSi)单光子探测器,其量子效率较传统设备提升了300%。此外,企业还突破了热管理技术,推出模块化液氦冷却系统,大幅降低了系统的运行功耗,为量子计算的稳定性提供了保障。

在系统制造方面,PsiQuantum与GlobalFoundries紧密合作,通过建立纽约工厂实现晶圆级量产,确保了光子芯片的良品率符合半导体级标准,这标志着量子计算走向大规模商业化的重要一步。

随着技术的不断发展,PsiQuantum的战略布局也在加速推进。2024年,该公司将继续扩大生产能力,预计将在布里斯班基地年产超过10万片光子芯片组,同时与多家光通信企业建立联合实验室,共同推动C波段量子光网络的标准化。

在量子计算的众多技术赛道中,PsiQuantum选择了光子量子计算这一差异化路径。其兼容现有光纤通信网络的做法,不仅降低了运维成本,还显著缩短了量子云计算的部署周期。可以说,PsiQuantum在芯片制造与光子量子计算的结合上,展现了这一新兴技术的独特优势。

展望未来,PsiQuantum的技术突破将对整个量子计算产业产生深远的影响。随着大规模光子量子计算技术的成熟,量子化学模拟、物流优化等应用场景将有望实现商业化,成为推动社会生产力提升的重要力量。在这场科技创新的浪潮中,切实寻求和实现量子计算技术的落地,将是未来几年内量子科技企业需要共同面对的挑战和机遇。

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