近日，硅谷量子光子计算初创公司PsiQuantum宣布取得重要突破，推出了一种新的高产量工艺，称其能够制造百万量子比特规模的系统。
美国量子计算先驱PsiQuantum正式发布Omega量子光子芯片组，该成果同步发表于《自然》杂志封面论文，标志着光子量子计算从实验室走向产业化的重要转折。
其关键组件包括波导、分束器、弯曲器、耦合器、单光子源、单光子探测器、快速光学开关以及芯片到光纤的输入/输出耦合。
该技术突破聚焦三大维度：
1）架构创新：基于GlobalFoundries 45CLO硅光工艺，实现单光子源、超导纳米线探测器与钛酸钡（BTO）光学开关的三维异构集成，突破传统光子芯片功能密度极限。
2）性能跃升：
单量子比特操控保真度：99.98%（超越容错计算阈值）
双光子干涉可见度：99.5%（达量子纠错要求）
250米级量子互联保真度：99.72%（创造长距传输纪录）
3）制造革命：
在GlobalFoundries纽约工厂完成晶圆级量产，实现每月50万次测试验证，良品率突破半导体级标准。
二、工程化体系构建
为支撑百万量子比特系统目标，PsiQuantum构建四大核心能力：
材料创新：自研超导钨硅化合物（WSi）单光子探测器，量子效率较传统器件提升300%
热管理突破：开发模块化液氦冷却系统，运行功耗较稀释制冷机降低60%，适配数据中心机架标准
制造生态：建立圣何塞材料研发中心与英国低温封装基地，形成"设计-流片-封测"垂直链条
系统扩展：通过SLAC国家实验室合作，验证多芯片光量子网络架构，支持千节点级量子云计算
三、产业化进程加速
2024年战略布局凸显商业落地决心：
产能建设：布里斯班基地规划年产10万芯片组，芝加哥中心部署全球首条量子整机装配线
政府合作：获澳大利亚CSIRO与美国能源部Q-NEXT计划联合资助，建立量子主权技术标准
生态构建：与Lumentum、Coherent等光通信巨头建立联合实验室，推动C波段量子光网络标准化
四、技术路线对比优势
在超导与离子阱技术主导的量子计算赛道，PsiQuantum选择差异化路径：
制造兼容性：复用价值3000亿美元的硅光产业链基础设施
环境适应性：无需毫开尔文极低温环境，运维成本降低两个数量级
网络扩展性：直接兼容现有光纤通信网络，量子云计算部署周期缩短70%
五、创始人战略洞察
公司CEO Jeremy O'Brien教授指出：“25年前我们在布里斯班实验室完成首个双量子比特门时，就意识到半导体制造是通向百万量子比特的唯一路径。Omega芯片的电信级良品率证明，量子计算终将遵循摩尔定律发展轨迹。”
GlobalFoundries CEO Thomas Caulfield补充道：“半导体制造将不可避免地成为大规模构建量子计算机解决方案的重要组成部分。此次合作重新定义了硅光工艺极限，我们在45CLO工艺中集成的低温BTO调制器技术，为光量子芯片树立了新的工业标准。我们的合作将GlobalFoundries世界一流的光子制造能力与PsiQuantum在光子量子计算方面的先进能力相结合，到目前为止取得的成果令人印象深刻。我们期待在向大规模量子系统迈进的过程中，继续推动这些技术的边界。”
这家芯片制造商在1月表示，计划投资超过7亿美元，在位于纽约阿尔巴尼半导体技术发展中心附近的现有工厂建立一座新的硅光子学设施。
六、产业影响前瞻
随着2026年芝加哥系统交付节点临近，PsiQuantum的突破将引发产业链变革：
→ 材料领域：钛酸钡光电材料市场规模预计五年内达47亿美元
→ 设备领域：量子专用MOCVD设备需求年复合增长率将超120%
→ 应用生态：量子化学模拟、物流优化等场景有望率先实现商业突破
