PsiQuantum 想要建造一台不可能的量子计算机：用光粒子进行计算的计算机

在芝加哥南侧，在一座前钢铁厂的场地上，一座 6,000 平方米的建筑正在拔地而起，它将容纳世界上第一台容错、实用规模的量子计算机。它的背后是 PsiQuantum，一家帕洛阿尔托的初创公司，它决定尝试几乎没有人尝试过的事情：使用光粒子建造机器。

几十年来，量子计算一直有望解决从药物设计到材料或电池模拟等当前计算机需要数百万年才能解决的问题。障碍在于现有原型仍然太小且容易出错，无法发挥作用。 PsiQuantum 希望跳过这个中间阶段，直接建造一台大型机器。

虽然 IBM、谷歌和亚马逊用超导电路构建量子位，而其他公司则使用捕获离子或原子，但 PsiQuantum 选择了光子。在该行业的主要参与者中，它实际上只与加拿大“世外桃源”(Xanadu) 共享一条道路。

2016 年创立该公司的四位物理学家之一特里·鲁道夫 (Terry Rudolph) 表示，其优势在于光子可以长时间保持其量子态。缺点是它们之间几乎没有相互作用，而这对于计算来说是必不可少的。 2001 年，洛斯阿拉莫斯和昆士兰大学的一个团队提出了解决方案，表明可以通过通过镜子和探测器网络发送光来模拟这些相互作用。这一发现是所有 PsiQuantum 技术的基础。

与逐渐扩大系统规模的竞争对手不同，PsiQuantum 专注于开发一次性拥有约 100 万个物理量子比特的系统所需的技术和制造能力。其首席执行官 Victor Peng 承认，公司在建造第一台机器之前需要运行几乎整个流程，这延长了最初的时间，但他辩称，这使得以后更容易进行更大规模的复制。

为了实现这一目标，它与 GlobalFoundries 一起制造自己的芯片，刻有引导光而不是电缆的通道，并采用钛酸钡，这是一种允许光子以高精度切换的陶瓷化合物。光学方法的另一个优点：只有测量光子的探测器需要冷却到接近绝对零，而其他技术则需要冷却整个系统。

伊利诺伊州州长 JB Pritzker 斥资 5 亿美元的州资金推动伊利诺伊州量子和微电子园区的建设，将该地区打造成堪比硅谷斯坦福研究园的量子中心。普利兹克不想重蹈 20 世纪 90 年代的覆辙，当时伊利诺伊州大学培养的人才（Mosaic 浏览器的创造者等）最终前往加利福尼亚州。该园区已经有其他六家租户入驻，其中包括 IBM，并将举办 DARPA 测试项目。

PsiQuantum 已筹集了超过 10 亿美元的融资，并通过 CHIPS 法案从美国政府获得了 1 亿美元，此外还在澳大利亚布里斯班建设了第二家工厂。该公司已经缓和了承诺：它不再声称在 2027 年拥有一台功能性量子计算机，而是声称拥有“可运行”设施，并配备了准备安装硬件的冷却系统。

自 2023 年以来一直在评估其技术的 DARPA 对该行业越来越乐观：其现任负责人 Micah Stoutimore 甚至表示，有人可以在 2033 年左右建造一台具有实用规模的量子计算机。如果 PsiQuantum 按时完成，芝加哥可能会成为该机器的诞生地。