Photon Queue henter inn 4 millioner dollar for å bringe kvantehukommelse-hardware inn i virkelige systemer

Photon Queue har hentet inn 4 millioner dollar i en overskrevet seed-runde mens de arbeider med å flytte kvantehukommelse-teknologi fra laboratorie-eksperimenter til utrullbare datamaskin- og nettverks-infrastruktur.

Runden ble ledet av Playground Global og følger tidlige kommersielle utrullinger med Sandia National Laboratories og University of Maryland. Photon Queue sa at kapitalen vil støtte produktutvikling, produksjonskapasitet og ytterligere kundeinstallasjoner over kvantecomputering-selskaper, forskningsinstitusjoner og nasjonale laboratorier.

Selskapet fra Champaign, Illinois, løser et problem som blir stadig viktigere når kvantesystemer utvides: Fotoner må ankomme på presise øyeblikk for at kvanteoperasjoner skal lykkes. Når fotoner genereres uforutsigbart eller når de når et system på forskjellige tidspunkter, kan selv dyktige maskinvare slite med å koordinere komplekse beregninger.

Kvantehukommelse fungerer som en form for tidstyring-infrastruktur, og holder midlertidig fotoner til resten av systemet er klar til å bruke dem.

Oppbevaring av fotoner uten å konvertere dem

Mange kvantehukommelse-designer lagrer informasjon ved å overføre en foton sin kvantetilstand til atomer, ioner eller en annen type fysisk system. Selv om disse tilnærmingene kan bevare kvantinformasjon, kan konverteringsprosessen introdusere ekstra maskinvare, ingeniørkompleksitet og effektivitetsTap.

Photon Queue tar en mer direkte tilnærming.

Deres enheter bruker optiske brytere og høyt reflekterende speil for å holde fotoner i sirkulasjon inne i fri-rom-lagringsløkker. En foton går inn i løkken, fortsetter å bevege seg gjennom en kontrollert optisk bane og slippes ut når det omgivende kvantesystemet trenger det.

Konseptet er sammenlignbart med en bil som sirkler rundt en flyplass mens den venter på å hente en passasjer. I stedet for å parkere, forblir bilen i bevegelse til den mottar signalen om å forlate. I Photon Queues system er det sirkulerende objektet en enkelt foton som reiser gjennom en kompakt optisk bane.

Fordi fotonen forblir en foton gjennom hele lagringsprosessen, unngår systemet transduksjonsstadiet som brukes av flere alternative kvantehukommelse-arkitekturer.

Photon Queue sier at deres maskinvare opererer ved romtemperatur og trenger ikke kryogen avkjøling eller dedikerte vakuum-systemer. Deres bruk av lineær optikk kan også gjøre teknologien kompatibel med et bredt spekter av bølgelengder og kvantecomputing-arkitekturer, inkludert fotonske, innestengte-ion og nøytrale-atom-systemer.

Hvorfor kvantesystemer trenger bedre tidstyring

Fotoner er godt egnet til å bære kvantinformasjon fordi de kan reise raskt gjennom optiske fiber og koble prosessorer som er fysisk adskilte. Dette gjør dem viktige ikke bare for fotonske kvantecomputere, men også for distribuert kvantecomputing, sikker kommunikasjon, sensing og prospektive kvantenettverk.

Hastigheten deres skaper imidlertid et koordineringsproblem.

Enkeltfotoner kan ikke bare pauses inni konvensjonell elektronisk hukommelse. De må lagres uten å måle eller ødelegge den kvantinformasjonen de bærer. I systemer som involverer flere fotonkilder, prosessorer eller nettverksnoder, kan evnen til å forsinke en foton mens man venter på en annen, kunne betydelig forbedre sannsynligheten for at en operasjon lykkes.

Kvantehukommelse kan også støtte kvanterepeatere, som er ment å utvide kvantekommunikasjon beyond avstanden begrensninger pålagt av foton-tap i optisk fiber.

Utfordringen er å utvikle hukommelse som kombinerer lav foton-tap, tilstrekkelig lagrings tid, høy båndbredde og praktisk integrasjon. En teoretisk kapabel hukommelse kan ha begrenset kommersiell verdi hvis den krever en intrikat laboratorie-miljø eller introduserer mer tap enn den forebygger.

Photon Queue posisjonerer sin fri-roms-arkitektur som en komparativt enkel maskinvare-lag som kan inkorporeres i eksisterende kvante-eksperimenter og fremtidige datamaskin-systemer.

Tidlige utrullinger gir en kommersiell test

Selskapet har utrullet kommersielle kvantehukommelse-enhetene med Sandia National Laboratories og University of Maryland, og gir Photon Queue tidlige muligheter til å teste sin teknologi utenfor sin opprinnelige universitetslaboratorium.

Ved University of Maryland vil hårdtwaren støtte forskning som omfatter kvantenettverk, sensing og kommunikasjon. Universitetet er også hjem til National Science Foundation Center for Quantum Networks, som studerer teknologier som trengs for å koble kvante-enhetene og distribuere kvantinformasjon.

Disse installasjonene representerer et viktig skritt for et ung kvantehårdwareselskap. Overgangen fra en presist kontrollert akademisk eksperiment til utstyr som kan operere pålitelig i en kundes fasilitet, ofte krever betydelig redesign.

Tidlige laboratorie-systemer kan involvere tallrike justerbare optiske komponenter som må forbli nøye justert. Å omdanne en slik innretning til en kommersiell enhet krever forbedret miljø-stabilitet, automatisk justering, kontroll og gjentakelse.

Frø-til-fondet vil tillate selskapet å fortsette det ingeniør-arbeidet mens de utvider produksjon og kunde-støtte.

“I mindre enn to år, har vi tatt teknologien fra laboratoriet til utrullet kommersielt hårdtware med ledende nasjonale lab og universitetskunder”, sa Nathan Arnold, med-grunnlegger og CEO av Photon Queue.

Fra universitetsforskning til kvante-infrastruktur

Photon Queue ble grunnlagt i 2024 som en spin-out fra University of Illinois Urbana-Champaign. Deres teknologi oppstod fra forskning innen metoder for lagring og synkronisering av enkeltfotoner.

Selskapet ledes av Arnold og CTO Kelsey Ortiz, med en grunnleggende team trukket fra forskere som arbeider innen kvanto-optikk og fotonsk hårdtware.

Photon Queue sluttet seg senere til Duality, en kvante-fokusert startup-akselerator støttet av University of Chicagos Polsky Center, Chicago Quantum Exchange, Argonne National Laboratory, University of Illinois Urbana-Champaign og andre regionale partnere. De ble senere en korporativ partner av Chicago Quantum Exchange.

Arnold er også en fellow med Chain Reaction Innovations, et U.S. Department of Energy-entrepreneurship-program operert av Argonne National Laboratory.

Selskapets utvikling reflekterer en bredere innsats for å kommersialisere de støttende komponentene rundt kvanteprosessorer. Mens mye av industrien oppmerksomhet fortsatt fokuserer på å forbedre qubit-kvalitet og feil-korreksjon, vil nyttige kvantemaskiner også kreve optiske interkonnekter, kontroll-elektronikk, nettverks-utstyr, detektorer og hukommelsessystemer.

Utvidelse til New Mexico

Frø-runden ankommer kort tid etter at Photon Queue sikret 500 000 dollar fra New Mexico Economic Development Department og Roadrunner Venture Studios.

Denne finansieringen vil støtte selskapets utvidelse i New Mexico, inkludert laboratorie-operasjoner, enhet-sammenstilling, testing og dypere samarbeid med regionens nasjonale laboratorium og kvante-teknologi-økosystem.

Utvidelsen plasserer også Photon Queue nærmere Sandia National Laboratories og Los Alamos National Laboratory, to institusjoner involvert i avansert datamaskining, nasjonal sikkerhet og kvanteforskning.

Playground Globals involvering kobler selskapet med Playground Genesis Fund, en 50 millioner dollar-inisiativ fokusert på kvante- og avansert datamaskin-selskaper med materiell forretnings-relasjoner i New Mexico.

For Photon Queue gir kombinasjonen av venture-finansiering, statlig støtte og nasjonale laboratorie-kontrakter flere ruter for å teste og finjustere sin hårdtware før kvante-nettverk når videre kommersiell utrullning.

Bygging av den støttende laget for skalert kvantecomputing

Kvante-industrien har ennå ikke avgjort en enkelt dominant datamaskin-arkitektur. Superledende kretser, innestengte ioner, nøytrale atomer og fotonske systemer presenterer forskjellige ytelses-karakteristika og ingeniør-utfordringer.

Photon Queue utvikler derfor sin teknologi som en muliggjørende komponent, i stedet for å satse eksklusivt på en type prosessor.

Deres bølgelengde-flexible design kunne tillate samme underliggende lagrings-tilnærming å tjene flere arkitekturer, forutsatt at den kan opprettholde lav tap og pålitelig switching over forskjellige optiske konfigurasjoner.

Den nye finansieringen løser ikke de bredere tekniske utfordringene som kvantecomputing møter. Lagrings-varighet, foton-tap, switching-hastighet, system-stabilitet og integrerings-kostnader vil fortsatt avgjøre hvor kvantehukommelse kan brukes effektivt.

Likevel, Photon Queues tidlige utrullinger antyder at kvantehukommelse flytter fra et hovedsakelig eksperimentelt forsknings-tema mot en distinkt hårdtware-kategori. Mens kvante-utviklere begynner å koble flere prosessorer og koordinere større antall fotoner, kan evnen til å kontrollere når kvantinformasjon ankommer, bli like viktig som å generere informasjonen selv.