这家公司想用光打造下一代量子计算机

2026-07-15 | 来源: MIT科技评论 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

这台可能会改写计算规则的机器，未来会被安置在一个加密数据中心和冰淇淋工厂之间的空间里。房间里将排列约100个不锈钢机柜，每个高约1.8米，接入液氦供应系统，把内部温度维持在仅比绝对零度高出几度的水平。机柜内部容纳数百块芯片，芯片上运行着数千个光子，穿行于由光学开关和分束器构成的复杂网络中。每个光子的运动记录都必须被精确记录，因为其位置的测量，可能最终帮助科学家解开一些传统计算机需要百万数年才能算出答案的问题。

眼下，这台机器还只存在于设计图纸上。

它是量子计算公司PsiQuantum的愿景。2016年，四位来自英国高校的物理学家共同创立了这家公司。在竞争激烈的量子计算实践上，几乎每家公司都提出了过雄心勃勃的目标，PsiQuantum希望自己能够率先把设想变成现实。

自物理学家理查德·费曼于1981年提出量子计算的构想以来，人们一直期待这类机器能够利用量子粒子的特殊性质，加速从新药研发到人工智能的各个领域。传统计算机用比特（bit）作为信息单位，每个比特只能表示0或1；量子计算机则用量子比特（qubit），它可以在多种状态下进行大规模运算。大规模量子比特组合在一起，理论上能形成远超传统计算机的算力。但直到今天，最先进的量子计算机规模仍然有限，错误率也居高不下，距离真正有实际价值的问题还很遥远。

这也让PsiQuantum对未来的设想。比如，公司用量子计算模拟细胞色素P450（细胞色素P450）酶的作用，这类酶广泛涉及人体内药物的分组过程。PsiQuantum量子应用副总裁Philipp Ernst说，按现有方法，评估一种药物与此类酶的配合可能要花上10多年的时间。“我们的目标，是把这个过程压缩到4分钟。”

在一个到处都是宏大承诺的领域里，PsiQuantum之所以受到关注，主要有两个原因：一是它几乎从成立之初就将目标锁定在大规模、实用化的量子计算机上；二是它已经和大型芯片制造商合作，打算直接利用现有的半导体制造系统来生产量子计算系统。

这套战略正在获得大量资源支持。去年，PsiQuantum 完成 10 亿美元融资，并在芝加哥启动了一项与量子计算评估计划第三阶段的公司之一，同时也参与了澳大利亚建设第二个基地，计划让该设施在 2027 年具备运行条件，并可以运行硬件的安装状态。此外，PsiQuantum 还是仅剩的四分之一进入美国政府一项严格量子计算评估计划第三阶段的公司之一，另一家是微软。这个计划要确定哪些量子计算公司真正有可能打造出可用的系统。

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只是，判断 PsiQuantum 能否实现现承诺，不看一个临床试验结果那么直接。量子计算的进展通常是渐进式的，关键技术比较困难独立验证公司内部真实的工程进展。现在，PsiQuantum 正走向必须自证的阶段：多年闭门研发和数亿美元投入，最终会证明这家公司能够造出一个真正有用的量子计算机，还是让这个愿景落空。最快答案细节稍后才能见分晓。

01 光子的赌注

PsiQuantum 的四位创始人之一 Terry Rudolph 说话轻声细语，留着一头略显凌乱的长发。他出生在马拉维，直到拿到了第一个物理学位后才发现，自己竟是物理学家 Erwin Schrödinger 的外孙。后来，他自己出版了一本 150 页的量子计算科普读物，想讲给青少年听。PsiQuantum的公关人员曾送记者杂志签名版其实，还开玩笑说：“我们没指望真有人读完。”不过，这本书确实兼具趣味性和吸引力。

大约从2014年起，Rudolph和几位联合创始人逐渐相信，他们在理论研究中发现的可能性，或许真能在现实机器里实现。人登机离开学术岗位，按照各自专长分工：Rudolph主攻理论，Mark Thompson负责工程研发，Pete Shadbolt推动技术规模化，Jeremy O'Brien制定公司愿景和年轻人寻找。O'Brien曾长期就任CEO，直到今年2月卸任，接棒的是半导体行业资深人士Victor Peng。

现代科学至今为止大量的东西无法准确预测。人类还无法可靠判断哪一个锂电池会起火，也难以准确计算出航天器关键部件的腐蚀。这背后的原因不只是系统复杂，更关键的是，它们最终要服从量子力学的支配。亚原子粒子不像宏观物体那样具有明确的位置和速度，而是有多种可能性的量子状态，这种不确定性影响进一步原子和分子的。

一个世纪前，薛定谔就提出了描述这种量子状态的数学方法，但一旦把这些被困扰的现实世界的复杂系统放在上面，计算量就会急剧膨胀，甚至是今天最强大的传统计算机也难以精确模拟。于是，科学家们只能接近近似计算、不完全的模拟，或者用动物实验来弥补这条道缺口。