編者按：量子芯片主要有2類，一類是電子量子芯片，另一位是光子量子芯片。電子量子芯片的代表，包括聚焦硅自旋量子比特的英特爾、聚焦超導量子比特的IBM和IMEC都在探索量子芯片的大規模半導體工藝制造。前一篇我們則介紹了光量子芯片的大規模制造的代表性企業、加拿大的Xanadu，今天我們介紹光量子芯片的領軍初創企業、美國硅谷初創企業PSI Quamtum。

馬克·湯普森博士是美國硅谷光量子計算初創企業PSI的創始人。PSI創立伊始的目標就是創建百萬量子比特規模的容錯光量子計算機。

馬克·湯普森博士

(資料圖片)

馬克·湯普森博士是一位具有工業創新背景的技術專家，在集成光子學和量子技術領域擁有超過20年的經驗，曾在康寧、Bookham Technology和東芝工作，并在劍橋大學擔任研究員，之后在英國布里斯托爾大學擔任教授。2013年，他在布里斯托大學建立了世界上第一個量子工程博士培訓中心（QECDT），并于2016年建立了第一個量子技術孵化器和創業培訓中心（QTEC），專門用于支持量子技術初創公司。

PSI團隊有20年的光量子研究經驗：2003年演示了第一個光學雙量子比特門；2005年開發資源節約型線性光學量子計算；2008演示芯片上的第一個光子量子位；2013在云中制造了第一個光子量子處理器；2014演示第一個用于化學應用的變分量子特征求解器 （VQE）；2015發布了第一個用于光學質量控制的實用架構。

2015年，PSI Quantum從布里斯托大學孵化出來，并將總部設在加州硅谷。2021年，PSI Quantum先后發布新的量子計算構架，并且宣布世界上第一個光量子計算的制造里程碑--與美國格芯合作利用格芯先進的半導體工具制造光量子芯片。

2021年，PSI Quamtum獲得包括貝萊德集團、微軟投資等在內的頂尖投資機構的4.5億美元的D輪融資。

PSI quantum的技術獨特之處在于通過利用已建立的CMOS制造和硅光子學，提供了一條克服規模制造性、低溫可控性、電子和量子互連可擴展性的量子計算途徑。

過去10年，光量子的半導體集成能力獲得大幅度提升，光量子元件的集成數量幾乎以指數級增長。

2018年，馬克·湯普森博士團隊發表最大規模的光量子芯片，其中集成了671個光學組件。

2021年，EUV光刻專家Erik Hosler加盟PSI Quamtum，負責領導光量子光刻工藝探索。該部門主要負責研究潛在的材料、工藝和架構，以優化其硅光子量子計算機的組件性能。Hosler的職責是確保團隊擁有可用的資源來探索最佳流程，同時將重點放在構建世界上第一臺有用的量子計算機的目標上。

由于光量子半導體工藝包括的內容很多，我們簡單看一下Erik公開的一些簡單的資料：

1，這是光波導工藝的優化，SPI Quamtum主要聚焦SiN波導，其性能也以指數級模式增加。

2，這是用于單光子檢測的超導線工藝優化。

通過光刻工藝的提升，超導線的線寬粗糙度大幅度降低，探測效率從35%提升到99%。

3，這是在ASML光刻機平臺檢測的光量子chip的晶圓全場掃描，我們可以看到光刻圖形的高度均一性。講到這，大家還認為光量子芯片不需要光刻機嗎？

目前很多學術研究專注于“量子霸權”和含噪中尺度量子（NISQ）等量子計算的中間里程碑，旨在構建小型嘈雜系統，并希望發現它們有用。而PSI Quantum選擇專注于最終目標--制造一臺大規模的、糾錯的、通用的量子計算機，這使得PSI Quamtum成為一家與眾不同的公司。

值得一提的是，馬克·湯普森博士的團隊有多位杰出的華人學生，他們有的已經回到國內從事研究，所以大家很有機會閱讀到他們的最新論文。

看到這里，你還會認為某一篇你看到的學術論文又彎道超車了嗎？

參考資料

https://ieeexplore.ieee.org/author/37266771600

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0532-1

https://psiquantum.com/

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