编者按：量子芯片主要有2类，一类是电子量子芯片，另一位是光子量子芯片。电子量子芯片的代表，包括聚焦硅自旋量子比特的英特尔、聚焦超导量子比特的IBM和IMEC都在探索量子芯片的大规模半导体工艺制造。前一篇我们则介绍了光量子芯片的大规模制造的代表性企业、加拿大的Xanadu，今天我们介绍光量子芯片的领军初创企业、美国硅谷初创企业PSI Quamtum。

马克·汤普森博士是美国硅谷光量子计算初创企业PSI的创始人。PSI创立伊始的目标就是创建百万量子比特规模的容错光量子计算机。

马克·汤普森博士

(资料图片)

马克·汤普森博士是一位具有工业创新背景的技术专家，在集成光子学和量子技术领域拥有超过20年的经验，曾在康宁、Bookham Technology和东芝工作，并在剑桥大学担任研究员，之后在英国布里斯托尔大学担任教授。2013年，他在布里斯托大学建立了世界上第一个量子工程博士培训中心（QECDT），并于2016年建立了第一个量子技术孵化器和创业培训中心（QTEC），专门用于支持量子技术初创公司。

PSI团队有20年的光量子研究经验：2003年演示了第一个光学双量子比特门；2005年开发资源节约型线性光学量子计算；2008演示芯片上的第一个光子量子位；2013在云中制造了第一个光子量子处理器；2014演示第一个用于化学应用的变分量子特征求解器 （VQE）；2015发布了第一个用于光学质量控制的实用架构。

2015年，PSI Quantum从布里斯托大学孵化出来，并将总部设在加州硅谷。2021年，PSI Quantum先后发布新的量子计算构架，并且宣布世界上第一个光量子计算的制造里程碑--与美国格芯合作利用格芯先进的半导体工具制造光量子芯片。

2021年，PSI Quamtum获得包括贝莱德集团、微软投资等在内的顶尖投资机构的4.5亿美元的D轮融资。

PSI quantum的技术独特之处在于通过利用已建立的CMOS制造和硅光子学，提供了一条克服规模制造性、低温可控性、电子和量子互连可扩展性的量子计算途径。

过去10年，光量子的半导体集成能力获得大幅度提升，光量子元件的集成数量几乎以指数级增长。

2018年，马克·汤普森博士团队发表最大规模的光量子芯片，其中集成了671个光学组件。

2021年，EUV光刻专家Erik Hosler加盟PSI Quamtum，负责领导光量子光刻工艺探索。该部门主要负责研究潜在的材料、工艺和架构，以优化其硅光子量子计算机的组件性能。Hosler的职责是确保团队拥有可用的资源来探索最佳流程，同时将重点放在构建世界上第一台有用的量子计算机的目标上。

由于光量子半导体工艺包括的内容很多，我们简单看一下Erik公开的一些简单的资料：

1，这是光波导工艺的优化，SPI Quamtum主要聚焦SiN波导，其性能也以指数级模式增加。

2，这是用于单光子检测的超导线工艺优化。

通过光刻工艺的提升，超导线的线宽粗糙度大幅度降低，探测效率从35%提升到99%。

3，这是在ASML光刻机平台检测的光量子chip的晶圆全场扫描，我们可以看到光刻图形的高度均一性。讲到这，大家还认为光量子芯片不需要光刻机吗？

目前很多学术研究专注于“量子霸权”和含噪中尺度量子（NISQ）等量子计算的中间里程碑，旨在构建小型嘈杂系统，并希望发现它们有用。而PSI Quantum选择专注于最终目标--制造一台大规模的、纠错的、通用的量子计算机，这使得PSI Quamtum成为一家与众不同的公司。

值得一提的是，马克·汤普森博士的团队有多位杰出的华人学生，他们有的已经回到国内从事研究，所以大家很有机会阅读到他们的最新论文。

看到这里，你还会认为某一篇你看到的学术论文又弯道超车了吗？

参考资料

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

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

https://psiquantum.com/

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