Photon Queue привлекает $4M для интеграции квантовой памяти в реальные системы

Photon Queue привлекла $4 миллиона в рамках oversubscribed seed раунда для разработки квантовой памяти и интеграции ее в вычислительную и сетевую инфраструктуру.

Раунд был возглавлен Playground Global и стал возможен благодаря ранним коммерческим развертываниям с Sandia National Laboratories и Университетом Мэриленда. Photon Queue заявила, что капитал будет направлен на разработку продукта, увеличение производственных мощностей и установку оборудования у клиентов в квантовых компаниях, исследовательских учреждениях и национальных лабораториях.

Компания из Чампейна, штат Иллинойс, решает проблему, которая становится все более важной по мере расширения квантовых систем: фотоны должны прибыть в точные моменты для успешных квантовых операций. Когда фотоны генерируются непредсказуемо или достигают системы в разное время, даже способное оборудование может испытывать трудности с координацией сложных расчетов.

Квантовые памяти функционируют как своего рода временная инфраструктура, временно удерживая фотоны до тех пор, пока остальная часть системы не будет готова их использовать.

Хранение фотонов без их преобразования

Многие конструкции квантовой памяти хранят информацию, передавая квантовое состояние фотона в атомы, ионы или другой тип физической системы. Хотя эти подходы могут сохранить квантовую информацию, процесс преобразования может ввести дополнительное оборудование, инженерную сложность и потери эффективности.

Photon Queue использует более прямой подход.

Ее устройства используют оптические переключатели и высокоотражающие зеркала, чтобы giữать фотоны в свободных пространственных петлях хранения. Фотон входит в петлю, продолжает двигаться по контролируемому оптическому пути и выпускается, когда окружающая квантовая система требует этого.

Эта концепция сравнима с автомобилем, который кружит вокруг аэропорта, ожидая, пока не сможет подобрать пассажира. Вместо того, чтобы парковаться, автомобиль остается в движении до тех пор, пока не получит сигнал на выход. В системе Photon Queue циркулирующим объектом является один фотон, движущийся по компактному оптическому пути.

Поскольку фотон остается фотоном на протяжении всего процесса хранения, система избегает стадии трансдукции, используемой в нескольких альтернативных архитектурах квантовой памяти.

Photon Queue заявляет, что ее оборудование работает при комнатной температуре и не требует криогенного охлаждения или специальных вакуумных систем. Использование линейной оптики также может сделать технологию совместимой с широким спектром длин волн и архитектур квантовых вычислений, включая фотонные, ионные и нейтральные атомные системы.

Почему квантовым системам нужна лучшая синхронизация

Фотоны хорошо подходят для передачи квантовой информации, поскольку они могут быстро двигаться по оптическим волокнам и соединять процессоры, которые физически разделены. Это делает их важными не только для фотонных квантовых компьютеров, но и для распределенных квантовых вычислений, безопасных коммуникаций, датчиков и перспективных квантовых сетей.

Их скорость, однако, создает проблему координации.

Отдельные фотоны не могут быть просто приостановлены внутри обычной электронной памяти. Они должны храниться без измерения или уничтожения квантовой информации, которую они несут. В системах, включающих несколько источников фотонов, процессоров или сетевых узлов, способность задержать один фотон, пока другой не будет готов, может значительно улучшить вероятность успешной операции.

Квантовые памяти также могут поддерживать квантовые репитеры, которые предназначены для расширения квантовой связи за пределы расстояний, ограниченных потерей фотонов в оптическом волокне.

Проблема заключается в разработке памяти, которая сочетает низкие потери фотонов, достаточное время хранения, высокую пропускную способность и практическую интеграцию. Теoretически способная память может иметь ограниченную коммерческую ценность, если она требует сложной лабораторной среды или вводит больше потерь, чем предотвращает.

Photon Queue позиционирует свою архитектуру с свободным пространством как относительно простой слой оборудования, который может быть включен в существующие квантовые эксперименты и будущие вычислительные системы.

Ранние развертывания обеспечивают коммерческую проверку

Компания развернула коммерческие устройства квантовой памяти с Sandia National Laboratories и Университетом Мэриленда, давая Photon Queue ранние возможности для проверки своей технологии вне своей原始ной университетской лаборатории.

В Университете Мэриленда оборудование будет поддерживать исследования, связанные с квантовой сетью, датчиками и коммуникациями. Университет также является домом для Центра квантовых сетей Национального научного фонда, который изучает технологии, необходимые для соединения квантовых устройств и распределения квантовой информации.

Эти установки представляют собой важный шаг для молодой квантовой компании по производству оборудования. Переход от точно контролируемого академического эксперимента к оборудованию, которое может работать надежно в объекте клиента, часто требует существенной переработки.

Ранние лабораторные системы могут включать много регулируемых оптических компонентов, которые должны остаться тщательно выровнены. Преобразование такой конфигурации в коммерческое устройство требует улучшения стабильности окружающей среды, автоматического выравнивания, контроля и повторяемости.

Финансирование в рамках раунда семян позволит компании продолжить эту инженерную работу, а также расширять производство и поддержку клиентов.

“За менее чем два года мы перевели технологию из лаборатории в развернутое коммерческое оборудование с ведущими национальными лабораториями и университетами”, – сказал Нейтан Арнольд, сооснователь и генеральный директор Photon Queue.

От университетских исследований к квантовой инфраструктуре

Photon Queue была основана в 2024 году в качестве спин-оффа Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне. Ее технология возникла из исследований методов хранения и синхронизации отдельных фотонов.

Компания возглавляется Арнольдом и техническим директором КELSEY Ортис, с основной командой, набранной из исследователей, работающих в области квантовой оптики и фотонного оборудования.

Photon Queue позже присоединилась к Duality, ускорителю стартапов, ориентированному на квантовые технологии и поддерживаемому Центром Polsky Университета Чикаго, Чикагской квантовой биржей, Национальной лабораторией Argonne, Университетом Иллинойса в Урбане-Шампейне и другими региональными партнерами. Затем она стала корпоративным партнером Чикагской квантовой биржи.

Арнольд также является стипендиатом программы Chain Reaction Innovations, программы предпринимательства Министерства энергетики США, работающей под руководством Национальной лаборатории Argonne.

Развитие компании отражает более широкие усилия по коммерциализации поддерживающих компонентов вокруг квантовых процессоров. Хотя большая часть внимания отрасли остается сосредоточенной на улучшении качества кубитов и коррекции ошибок, полезные квантовые машины также будут требовать оптических соединений, систем управления, сетевого оборудования, детекторов и систем памяти.

Расширение в Нью-Мексико

Раунд семян происходит вскоре после того, как Photon Queue получила $500 000 от Департамента экономического развития Нью-Мексико и Roadrunner Venture Studios.

Это финансирование будет поддерживать расширение компании в Нью-Мексико, включая лабораторные операции, сборку устройств, тестирование и более глубокое сотрудничество с региональной национальной лабораторией и экосистемой квантовых технологий.

Расширение также размещает Photon Queue ближе к Sandia National Laboratories и Национальной лаборатории Лос-Аламос, двум учреждениям, участвующим в передовых вычислениях, национальной безопасности и квантовых исследованиях.

Участие Playground Global соединяет компанию с фондом Playground Genesis, $50-миллионной инициативой, ориентированной на квантовые и передовые вычислительные компании с существенными деловыми отношениями в Нью-Мексико.

Для Photon Queue сочетание венчурного финансирования, государственной поддержки и контрактов национальных лабораторий обеспечивает несколько путей для проверки и совершенствования ее оборудования до более широкого коммерческого развертывания квантовой сети.

Создание поддерживающего слоя для масштабирования квантовых вычислений

Квантовая отрасль еще не определилась с единой доминирующей вычислительной архитектурой. Сверхпроводящие контуры, запертые ионы, нейтральные атомы и фотонные системы каждый представляют разные характеристики производительности и инженерные проблемы.

Photon Queue разрабатывает свою технологию как компонент, облегчающий работу, а не ставит исключительно на один тип процессора.

Ее гибкий по длине волны дизайн может позволить использовать один и тот же базовый подход к хранению для обслуживания нескольких архитектур, если она сможет поддерживать низкие потери и надежное переключение в разных оптических конфигурациях.

Новое финансирование не решает более широкие технические проблемы, с которыми сталкивается распределенное квантовое вычисление. Продолжительность хранения, потеря фотонов, скорость переключения, стабильность системы и затраты на интеграцию будут продолжать определять, где квантовые памяти могут быть эффективно использованы.

Однако Photon Queue’s ранние развертывания предполагают, что квантовая память переходит от в основном экспериментальной исследовательской темы к отдельной категории оборудования. Когда квантовые разработчики начинают соединять больше процессоров и координировать большее количество фотонов, способность контролировать время прибытия квантовой информации может стать такой же важной, как и сама генерация информации.