PsiQuantumは、実用規模の100万量子ビット規模の量子コンピュータ向けに設計された製造可能なチップセット「Omega」を発表しました。Natureに掲載された論文で紹介されたこのチップセットは、高性能な単一光子源、超伝導検出器、低損失光スイッチなどの先進的なコンポーネントをGlobalFoundriesの大量半導体製造プロセスに統合しています。Omegaは、単一量子ビット状態準備の忠実度99.98%、2光子量子干渉の可視性99.5%、チップ間量子相互接続の忠実度99.72%、2量子ビットフュージョンゲートの忠実度99.22%を達成し、光量子コンピューティングの新しいベンチマークを確立しました。
このチップセットはシリコンフォトニクスを活用し、低損失・高速光スイッチング用のチタン酸バリウム（BTO）などの新材料を導入しています。従来の希釈冷凍機の必要性を排除し、スケーラブルな展開をサポートする簡素化された高出力冷却システムを使用しています。2～4ケルビンで動作するこの冷却ソリューションは、産業規模のクライオプラントと統合され、効率的な大規模量子コンピューティングインフラを実現します。
PsiQuantumのアプローチは、単一光子を量子ビットとして使用し、光ファイバーを介してスケーラブルなシステムに統合するフュージョンベース量子コンピューティング（FBQC）に焦点を当てています。同社は最大250メートルの距離での高忠実度量子相互接続を実証し、大規模な耐障害性量子システムの構築に向けた重要な一歩を踏み出しました。
同社は今年後半、オーストラリアのブリスベンとイリノイ州シカゴに量子コンピューティングセンターの建設を開始する予定です。これらのセンターは、同社初の実用規模の量子システムを収容し、研究から産業規模の量子コンピューティングへの移行を示すものとなります。
背景
光量子コンピューティングでは、光の粒子である「単一光子」を情報の最小単位である量子ビットとして扱います。PsiQuantumが採用するフュージョンベース量子コンピューティング（FBQC）は、これらの光子同士を結合（フュージョン）させて計算を行う方式です。通常、量子状態は非常に不安定で極低温環境が必要ですが、同社のOmegaチップセットはシリコンフォトニクス技術を用い、チタン酸バリウム（BTO）などの新材料で低損失かつ高速な光スイッチングを実現しています。これにより、従来の希釈冷凍機に頼らず、2〜4ケルビンという比較的容易な冷却システムで動作可能となりました。さらに、光ファイバーを通じてチップ間を接続する技術により、最大250メートルの距離でも高い忠実度で量子情報を伝送できることが実証されています。これらの要素を組み合わせることで、100万量子ビット規模への拡張性と、産業規模での運用インフラの実現を目指しています。
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2025年2月26日
