Det nederländska företaget QuiX Quantum har lagt fast en utvecklingsplan som syftar till att ta fram en universell fotonisk kvantdator senast 2026. Ambitionen är att bygga ett system som inte bara kan köra alla kända kvantalgoritmer utan också är förberett för felkorrigering och på sikt ska bli fullt feltolerant.
Bolaget grundades 2019 som en avknoppning från universitetet i Twente i Enschede och har snabbt etablerat sig som en av Europas mest lovande aktörer inom kvantteknologi. Redan 2022 blev QuiX det första företaget att sälja fotoniska kvantdatorer – med 8 respektive 64 qubit – till det tyska rymdcentret DLR QCI. Två år senare öppnade företaget molntillgång till sina system, vilket gör tekniken tillgänglig för hybridlösningar i branscher som infrastruktur, försvar, sjukvård och IT.
– QuiX Quantums kvantdatorer är designade för användning i datacenter utan att man behöver bygga om för komplicerad kylning med flytande helium. Eftersom våra qubit är kodade i fotoner, som rör sig med ljusets hastighet i vanliga fiberoptiska kablar, är systemen både skalbara och har de högsta klockhastigheterna, säger vd Stefan Hengesbach till EE Times Europe.
Fotoner och kiselnitrid
QuiX bygger sina processorer på kiselnitrid, ett material med mycket låga ljusförluster och bred spektraltäckning. En fördel med fotoniska kvantdatorer är att de kan drivas i rumstemperatur, vilket minskar driftskostnader och förenklar underhåll.
Hengesbach förklarar att den största felkällan i systemen är fotonförluster. Det finns dock en gränsnivå för den totala transmission som krävs, och kiselnitrid ligger under denna nivå, vilket möjliggör kvantberäkningar.
Företaget har också tagit fram en så kallad boson-sampler, en icke-universell kvantdator där fotoner interagerar i ett rutnät av korsningar. Den används som testplattform men har tydliga begränsningar i skalbarhet.
– Den universella kvantdatorn baserad på mätningar övervinner dessa begränsningar. Den kräver färre korsningar men behöver tillgång till fotonkällor som levererar tillräckligt många fotoner i varje cykel. Steget från boson-samplern till en universell kvantdator är ett enormt teknologiskt framsteg, säger Hengesbach.
Vägen mot felkorrigering
Företaget har nyligen fått in 15 miljoner euro i en Serie A-runda, ledd av Invest-NL och EIC Fund, vilket ska finansiera utvecklingen fram till den första universella datorn. Det planerade 2026-systemet ska innehålla en universell uppsättning grindar som gör att det kan köra alla kända kvantalgoritmer. Den första versionen blir en modell med 8 qubit, medan en 64 qubit-version är planerad tidigast till 2027.
Nästa steg är att bygga in felkorrigering, något som kräver att qubit kan sammanflätas till så kallade logiska qubit. Då skapas redundans, så att informationen bevaras även om en foton går förlorad.
– När vi väl har en modulär hårdvarulösning för att generera en logisk qubit kan den kopplas samman med en närliggande enhet via fiberoptik för att expandera datorn, säger Hengesbach.
Enligt honom är tre villkor avgörande för att felkorrigering ska fungera. För det första måste systemets felfrekvens vara tillräckligt låg. För det andra krävs att datorn kan generera tillräckligt många fotoner i varje cykel. För det tredje måste systemen kunna skalas genom att kopplas ihop.
– Ju snabbare systemen är, desto mer kompakta blir de. Tack vare modulariteten kan qubit enkelt läggas till. I fotoniska system är det logiskt att först öka kvaliteten och därefter skala upp, säger Hengesbach.
Femårsplan och EU-stöd
Utöver riskkapitalet har QuiX Quantum fått stöd från Europeiska innovationsrådets acceleratorprogram. Det innebär ytterligare finansiering över två år för att stärka företagets utvecklingsplan.
På längre sikt ser Hengesbach framför sig kompakta och modulära fotoniska kvantdatorer som kan installeras i datacenter världen över inom fem år.
– De kommer att vara kompakta, energieffektiva och enkla att underhålla. Vårt fokus är att leverera en universell dator 2026 och därefter bygga vidare mot arkitekturer med felkorrigering och feltolerans. Vi ligger i fas med vår planering, säger han.
Med målet att nå över 100 logiska qubit på längre sikt ser företaget sin teknik som en central del i framtidens kvantekonomi. Redan i dag väntas de första praktiska användningsområdena inom kemi, läkemedel och försvarssektorn bli möjliga med några hundra logiska qubit – ett mål som QuiX menar är inom räckhåll.
Källor: EE Times Europe, World Nuclear News, QuiX Quantum
