Η Photon Queue Συγκεντρώνει 4 Εκατ. Δολάρια για την Εισαγωγή Τεχνολογίας Μνήμης Φωτονίων σε Πραγματικά Συστήματα

Photon Queue έχει συγκεντρώσει 4 εκατομμύρια δολάρια σε μια υπερχρεωμένη στροφή σπόρου καθώς εργάζεται για τη μεταφορά της τεχνολογίας μνήμης κβαντικών από εργαστηριακές πειραματικές σε αναπτυσσόμενη υπολογιστική και δικτυακή υποδομή.

Η στροφή ήταν υπό την ηγεσία της Playground Global και ακολουθεί τις πρώτες εμπορικές αναπτύξεις με το Εργαστήριο Εθνικής Άμυνας Sandia και το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ. Η Photon Queue ανέφερε ότι η πρωτεύουσα θα υποστηρίξει την ανάπτυξη προϊόντων, την ικανότητα παραγωγής και τις πρόσθετες εγκαταστάσεις πελατών σε εταιρείες κβαντικών υπολογιστών, ερευνητικά ιδρύματα και εθνικά εργαστήρια.

Η εταιρεία με έδρα το Champaign του Ιλινόις αντιμετωπίζει ένα πρόβλημα που γίνεται ολοένα και πιο σημαντικό καθώς τα κβαντικά συστήματα επεκτείνονται: τα φωτόνια πρέπει να φθάνουν σε ακριβείς στιγμές για να επιτύχουν οι κβαντικές λειτουργίες. Όταν τα φωτόνια παράγονται απρόβλεπτα ή φθάνουν σε ένα σύστημα σε διαφορετικές στιγμές, ακόμη και τα ικανά υλικά μπορεί να δυσκολευτούν να συντονίσουν σύνθετους υπολογισμούς.

Οι κβαντικές μνήμες λειτουργούν ως μια μορφή χρονοδιακόπτη, κρατώντας προσωρινά τα φωτόνια μέχρι να είναι έτοιμο το σύστημα να τα χρησιμοποιήσει.

Αποθήκευση Φωτονίων Χωρίς Μετατροπή

Πολλοί σχεδιασμοί μνήμης κβαντικών αποθηκεύουν πληροφορίες μεταφέροντας την κβαντική κατάσταση ενός φωτονίου σε άτομα, ιόντα ή άλλο είδος φυσικού συστήματος. Αν και αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν να διατηρήσουν την κβαντική πληροφορία, η διαδικασία μετατροπής μπορεί να εισαγάγει πρόσθετο υλικό, πολυπλοκότητα μηχανικής και απώλειες απόδοσης.

Η Photon Queue ακολουθεί μια πιο trực tiếp προσεγγίση.

Τα συσκευές της χρησιμοποιούν οπτικά διακόπτες και υψηλά ανακλαστικά καθρέφτες για να κρατήσουν τα φωτόνια κυκλοφορούν μέσα σε βρόχους αποθήκευσης ελεύθερου χώρου. Ένα φωτόνιο εισέρχεται στον βρόχο, συνεχίζει να κινείται μέσω ενός ελεγχόμενου οπτικού μονοπατιού και απελευθερώνεται όταν το περιβάλλον κβαντικό σύστημα το απαιτεί.

Η концепτός είναι συγκρίσιμη με ένα αυτοκίνητο που κυκλοφορεί γύρω από ένα αεροδρόμιο ενώ περιμένει να συλλέξει ένα επιβάτη. Αντί να σταθμεύσει, το αυτοκίνητο παραμένει σε κίνηση μέχρι να λάβει το σήμα να εξέλθει. Στο σύστημα της Photon Queue, το κυκλοφορούν αντικείμενο είναι ένα單 φωτόνιο που ταξιδεύει μέσω ενός συμπαγούς οπτικού μονοπατιού.

Επειδή το φωτόνιο παραμένει φωτόνιο καθ’ όλη τη διάρκεια της διαδικασίας αποθήκευσης, το σύστημα αποφεύγει το στάδιο μετατροπής που χρησιμοποιείται από πολλές εναλλακτικές αρχιτεκτονικές μνήμης κβαντικών.

Η Photon Queue λέει ότι το υλικό της λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου και δεν απαιτεί κρυογονική ψύξη ή αφιερωμένα συστήματα κενού. Η χρήση της γραμμικής οπτικής μπορεί επίσης να κάνει την τεχνολογία συμβατή με eine ευρεία ποικιλία μήκους κύματος και αρχιτεκτονικών κβαντικών υπολογιστών, συμπεριλαμβανομένων των φωτονικών, ιοντικών και ουδέτερων ατόμων.

Γιατί τα Κβαντικά Συστήματα Χρειάζονται Καλύτερο Χρονοδιακόπτη

Τα φωτόνια είναι κατάλληλα για τη μεταφορά κβαντικής πληροφορίας επειδή μπορούν να ταξιδέψουν γρήγορα μέσω οπτικών ινών και να συνδέσουν επεξεργαστές που είναι φυσικά分离. Αυτό τα καθιστά σημαντικά όχι μόνο για τους φωτονικούς κβαντικούς υπολογιστές, αλλά και για την κατανεμημένη κβαντική υπολογιστική, την ασφαλή επικοινωνία, την αίσθηση και τις προοπτικές κβαντικές δικτύες.

Η ταχύτητά τους, ωστόσο, δημιουργεί ένα πρόβλημα συντονισμού.

Τα μεμονωμένα φωτόνια δεν μπορούν απλώς να σταματήσουν μέσα σε συμβατική ηλεκτρονική μνήμη. Πρέπει να αποθηκευτούν χωρίς να μετρηθούν ή να καταστραφούν οι κβαντικές πληροφορίες που φέρουν. Σε συστήματα που εμπλέκονται πολλαπλά φωτονικά πηγές, επεξεργαστές ή κόμβους δικτύου, η ικανότητα να καθυστερήσει ένα φωτόνιο ενώ περιμένει ένα άλλο μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την πιθανότητα ότι μια λειτουργία θα επιτύχει.

Οι κβαντικές μνήμες μπορεί επίσης να υποστηρίξουν κβαντικούς επαναλήπτες, οι οποίοι προορίζονται να επεκτείνουν την κβαντική επικοινωνία πέρα από τα όρια απόστασης που επιβάλλονται από την απώλεια φωτονίων σε οπτικές ίνες.

Η πρόκληση είναι η ανάπτυξη μνημών που συνδυάζουν χαμηλή απώλεια φωτονίων, επαρκή χρόνο αποθήκευσης, υψηλή εύρος ζώνης και πρακτική ολοκλήρωση. Μια θεωρητικά ικανή μνήμη μπορεί να έχει περιορισμένη εμπορική αξία εάν απαιτεί ένα περίπλοκο εργαστηριακό περιβάλλον ή εισάγει περισσότερες απώλειες από ό,τι προλαμβάνει.

Η Photon Queue θέτει την αρχιτεκτονική της ελεύθερου χώρου ως μια σχετικά απλή υλική στρώση που μπορεί να ενσωματωθεί σε υπάρχοντα πειράματα κβαντικών και μελλοντικά συστήματα υπολογιστών.

Πρώιμες Αναπτύξεις Παρέχουν Εμπορική Δοκιμή

Η εταιρεία έχει αναπτύξει εμπορικές συσκευές μνήμης κβαντικών με το Εργαστήριο Εθνικής Άμυνας Sandia και το Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, δίνοντας στην Photon Queue πρώιμες ευκαιρίες να δοκιμάσει την τεχνολογία της έξω από το αρχικό πανεπιστημιακό εργαστήριο.

Στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, το υλικό θα υποστηρίξει έρευνα που αφορά την κβαντική δικτύωση, την αίσθηση και την επικοινωνία. Το πανεπιστήμιο είναι επίσης η έδρα του Κέντρου Εθνικών Επιστημών για τα Κβαντικά Δίκτυα, το οποίο μελετά τις τεχνολογίες που απαιτούνται για τη σύνδεση κβαντικών συσκευών και τη διάδοση κβαντικής πληροφορίας.

Αυτές οι εγκαταστάσεις αντιπροσωπεύουν ένα σημαντικό βήμα για μια νεαρή εταιρεία κβαντικού υλικού. Η μετάβαση από ένα ακριβώς ελεγχόμενο ακαδημαϊκό πείραμα σε εξοπλισμό που μπορεί να λειτουργήσει αξιόπιστα σε μια εγκατάσταση πελάτη συχνά απαιτεί σημαντική ανασχεδιασμό.

Πρώιμα εργαστηριακά συστήματα μπορούν να περιλαμβάνουν πολλά ρυθμιζόμενα οπτικά компоненты που πρέπει να παραμείνουν προσεκτικά ευθυγραμμισμένα. Η μετατροπή takové μιας διάταξης σε εμπορική συσκευή απαιτεί βελτιωμένη σταθερότητα περιβάλλοντος, αυτόματη ευθυγράμμιση, ελέγχους και επαναληψιμότητα.

Η χρηματοδότηση σπόρου θα επιτρέψει στην εταιρεία να συνεχίσει αυτήν την εργασία μηχανικής ενώ επεκτείνει την ικανότητα παραγωγής και την υποστήριξη πελατών.

«Σε λιγότερο από δύο χρόνια, μεταφέραμε την τεχνολογία από το εργαστήριο σε αναπτυσσόμενο εμπορικό υλικό με ηγετικές εθνικές εργαστηριακές και πανεπιστημιακές εγκαταστάσεις», ανέφερε ο Nathan Arnold, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Photon Queue.

Από την Πανεπιστημιακή Έρευνα στις Κβαντικές Υποδομές

Η Photon Queue ιδρύθηκε το 2024 ως spinout από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις Urbana-Champaign. Η τεχνολογία της προέκυψε από έρευνα για μεθόδους αποθήκευσης και συγχρονισμού μεμονωμένων φωτονίων.

Η εταιρεία ηγείται από τον Arnold και τον CTO Kelsey Ortiz, με μια ομάδα ιδρυτών που προέρχονται από ερευνητές που εργάζονται στην κβαντική οπτική και την φωτονική υλική.

Η Photon Queue αργότερα εντάχθηκε στο Duality, einen quantum-εστιασμένο επιταχυντή startup που υποστηρίζεται από το Πανεπιστήμιο του Σικάγου Polsky Center, το Chicago Quantum Exchange, το Argonne Εθνικό Εργαστήριο, το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις Urbana-Champaign και άλλους περιφερειακούς συνεργάτες. Αργότερα έγινε εταιρικός συνεργάτης του Chicago Quantum Exchange.

Ο Arnold είναι επίσης fellow με το Chain Reaction Innovations, ένα πρόγραμμα επιχειρηματικότητας του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ που λειτουργεί από το Argonne Εθνικό Εργαστήριο.

Η ανάπτυξη της εταιρείας αντανακλά μια ευρύτερη προσπάθεια να εμπορευματοποιηθούν τα υποστηρικτικά συστατικά γύρω από τους κβαντικούς επεξεργαστές. Ενώ μεγάλο μέρος της προσοχής της βιομηχανίας παραμένει εστιασμένο στην βελτίωση της ποιότητας qubit και της διόρθωσης σφαλμάτων, χρήσιμες κβαντικές μηχανές θα απαιτούν επίσης οπτικές διασυνδέσεις, ηλεκτρονικούς ελέγχους, εξοπλισμό δικτύωσης, ανιχνευτές και συστήματα μνήμης.

Επέκταση στο Νέο Μεξικό

Η στροφή σπόρου έρχεται λίγο μετά την Photon Queue ασφάλισε 500.000 δολάρια από το Τμήμα Οικονομικής Ανάπτυξης του Νέου Μεξικού και το Roadrunner Venture Studios.

Η χρηματοδότηση αυτή θα υποστηρίξει την επέκταση της εταιρείας στο Νέο Μεξικό, συμπεριλαμβανομένων των εργαστηριακών λειτουργιών, της συναρμολόγησης συσκευών, της δοκιμής και της sâuniejs συνεργασίας με το περιφερειακό εθνικό εργαστήριο και το οικοσύστημα κβαντικών τεχνολογιών.

Η επέκταση τοποθετεί επίσης την Photon Queue πιο κοντά στο Εργαστήριο Εθνικής Άμυνας Sandia και το Εργαστήριο Εθνικής Άμυνας Los Alamos, δύο ιδρύματα που εμπλέκονται σε προηγμένα υπολογιστικά, εθνική ασφάλεια και κβαντική έρευνα.

Η συμμετοχή της Playground Global συνδέει την εταιρεία με το Playground Genesis Fund, μια $50 εκατομμυρίων πρωτοβουλία που επικεντρώνεται σε εταιρείες κβαντικών και προηγμένων υπολογιστών με υλικές επιχειρηματικές σχέσεις στο Νέο Μεξικό.

Για την Photon Queue, η συνδυασμένη χρηματοδότηση, η κυβερνητική υποστήριξη και οι συμβάσεις εθνικών εργαστηρίων παρέχουν πολλαπλά μονοπάτια για δοκιμή και βελτίωση του υλικού της πριν από την ευρύτερη εμπορική ανάπτυξη της κβαντικής δικτύωσης.

Κατασκευή του Υποστηρικτικού Στρώματος για Κλιμακωτούς Κβαντικούς Υπολογιστές

Η κβαντική βιομηχανία δεν έχει ακόμη καθορίσει μια單 dominant υπολογιστική αρχιτεκτονική. Οι υπερκαταγωγιμες κυκλώματα, οι ιονικοί παγίδες, τα ουδέτερα άτομα και τα φωτονικά συστήματα παρουσιάζουν διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης και προκλήσεις μηχανικής.

Η Photon Queue αναπτύσσει την τεχνολογία της ως ένα ενεργοποιητικό συστατικό και όχι ως μια αποκλειστική επιλογή μιας αρχιτεκτονικής επεξεργαστή.

Η σχεδίασή της με ευελιξία μήκους κύματος θα μπορούσε να επιτρέψει την ίδια υποκείμενη προσέγγιση αποθήκευσης να εξυπηρετεί πολλαπλά αρχιτεκτονικά, εάν μπορεί να διατηρήσει χαμηλές απώλειες και αξιόπιστη commutation σε διαφορετικές οπτικές διαμορφώσεις.

Η νέα χρηματοδότηση δεν επιλύει τις ευρύτερες τεχνικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η κατανεμημένη κβαντική υπολογιστική. Η διάρκεια αποθήκευσης, η απώλεια φωτονίων, η ταχύτητα commutation, η σταθερότητα συστήματος και το κόστος ολοκλήρωσης θα συνεχίσουν να καθορίζουν πού μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά οι κβαντικές μνήμες.

Ωστόσο, η Photon Queue προτείνει ότι η κβαντική μνήμη μεταφέρεται από ένα κυρίως πειραματικό ερευνητικό θέμα προς μια ξεχωριστή κατηγορία υλικού. Όσο οι κβαντικοί dévelopers αρχίζουν να συνδέουν περισσότερους επεξεργαστές και να συντονίζουν μεγαλύτερα números φωτονίων, η ικανότητα να ελέγχεται πότε φθάνει η κβαντική πληροφορία μπορεί να γίνει τόσο σημαντική όσο και η δημιουργία της πληροφορίας selbst.