量子計算領域又迎來一筆重磅投資。總部位於美國波士頓的量子計算初創公司 QuEra 於本週二宣佈完成 2.3 億美元融資，本輪投資方包括谷歌、軟銀願景基金、Valor Equity Partners 等新投資者，以及 QVT Family Office、Safar Partners 等現有投資者。這筆資金將以可轉債形式發放，待公司下一輪股權融資時轉換為股權。
這筆融資來得非常迅速。QuEra 臨時 CEO Andy Ory 表示，在公司突破了一系列技術難關後，投資方主動接洽，整個融資過程僅用了幾周時間就完成。其中 6,000 萬美元的資金將在公司達到特定技術里程碑後發放。
值得注意的是，儘管 QuEra 拒絕透露具體估值，但據知情人士透露，本輪融資後公司估值在 7.5 億至 10 億美元之間。這對於一家成立僅三年多的量子計算初創公司來說是一個相當可觀的數字。
QuEra 營運長 Yuval Boger 表示，這一估值較上輪融資有“顯著提升”。此前，QuEra 已完成約 5,000 萬美元融資，包括 2021 年的 1,700 萬美元融資輪。在量子計算創業公司中，這輪融資規模僅次於 2024 年 Quantinuum 獲得的 3 億美元投資。後者目前估值已達 50 億美元，且有傳言稱其可能以 100 億美元估值進行 IPO。
與其他量子計算初創公司相比，QuEra 已經開始產生實質性營收。該公司已與日本國家先進工業科學技術研究所簽訂了一筆價值 4,100 萬美元的量子計算機銷售合同，這臺裝置將與英偉達的經典計算技術一同用於一個新的超級計算機專案。此外，QuEra 自 2022 年 11 月起透過亞馬遜雲計算平臺提供其 256 量子位元計算機的雲服務，主要面向試點專案和概念驗證實驗。雖然公司計劃向其他雲平臺擴充套件服務，但 Boger 表示，儘管本輪獲得了谷歌量子 AI 部門的支援，但目前與谷歌雲平臺尚無合作計劃。
圖丨 QuEra 的 256 量子位元中性原子量子計算機（來源：QuEra）
與 IBM、谷歌等公司採用的超導量子位元，或 IonQ、Quantinuum 等公司採用的離子阱量子位元不同，QuEra 選擇了一條獨特的道路——中性原子量子位元。該技術源自美國哈佛大學和美國麻省理工學院的研究成果，使用雷射來控制和操縱中性原子。在這個系統中，科學家們使用銣原子作為量子位元的載體。當原子中的正負電荷達到平衡時，這些原子就處於“中性”狀態——這也是這種技術得名的原因。
圖丨使用銣原子作為量子位元的載體（來源：QuEra）
具體來說，QuEra 使用雷射作為“光鑷”來捕獲和固定單個原子。這些雷射會抑制原子運動，有效地將原子冷卻至接近絕對零度。在如此低的溫度下，原子的個別能級可以被清晰地分辨和操控，其中一些能級可以實現超過一秒的相干時間。當需要進行量子運算時，這些原子會被激發到高能態（稱為裡德伯態），使其電子雲膨脹到原來的約一千倍，從而能夠與相鄰原子產生量子糾纏，這是量子資訊處理的關鍵要素之一。
“與其他量子計算方案相比，中性原子量子位元具有獨特的優勢。”QuEra 的科學家解釋道。“首先，每個原子天然都是完全相同的，這避免了在人工製造量子位元時可能出現的不一致性。其次，在未被激發時，這些原子對環境干擾具有很強的抵抗力，這種特性不會隨著系統中量子位元總數的增加而削弱。”
這種技術還具有顯著的可擴充套件性優勢。在不到一平方毫米的區域內就可以排列數萬個被雷射捕獲的原子，而且只需要少量雷射就能精確控制多個量子位元。更重要的是，科學家們可以在計算過程中動態地移動這些原子，這種靈活性使得系統可以根據不同的計算需求調整量子位元之間的連線方式。
不過，這種技術也面臨著一些侷限。相比超導量子位元，中性原子量子位元的運算速度相對較慢。但 QuEra 的領導層認為，在目前階段，能夠實現具有數十個甚至上百個邏輯量子位元的系統才是最重要的，運算速度的提升是下一步需要解決的問題。
這種技術路線在此前已經得到了實驗驗證。2023 年底，該公司與哈佛大學和麻省理工學院的研究人員合作，成功在一個擁有 48 個邏輯量子位元的系統上執行了大規模量子演算法，並實現了數百次量子糾纏操作。這一成果證明了中性原子量子位元在實現錯誤糾正方面的潛力。
圖丨相關論文（來源：Nature）
基於中性原子量子位元技術的突破，QuEra 在 2024 年初發布了一份雄心勃勃的三年路線圖。他們計劃在 2024 年底推出具有 10 個邏輯量子位元、256 個物理量子位元的量子計算機（但截止目前，似乎尚無官方訊息釋出這一成果）；到 2025 年，將系統規模擴充套件到 30 個邏輯量子位元和約 3,000 個物理量子位元；到 2026 年，進一步提升到 100 個邏輯量子位元和約 10,000 個物理量子位元。
圖丨路線圖（來源：QuEra）
這個目標的關鍵在於邏輯量子位元。與物理量子位元不同，邏輯量子位元透過量子糾錯技術提供更高的計算可靠性。QuEra 聯合創始人兼 CTO Nate Gemelke 表示：“在未來幾年，物理量子位元的數量對客戶來說將不再那麼重要，關注點會轉向具有糾錯能力的邏輯量子位元。我們正在推動量子計算從實驗階段向真正實用階段過渡。”
為了幫助研究人員更好地理解和使用這項技術，QuEra 在 2024 年上半年推出基於雲的邏輯量子位元模擬器。這個工具將允許研究人員探索不同的量子糾錯程式碼，評估它們的效能，為即將到來的量子糾錯時代做準備。
“當我們達到 100 個邏輯量子位元，並且能夠在不出錯的情況下執行百萬次指令時，量子計算將開始在材料科學、生命科學、模擬和最佳化問題等領域展現真正的價值。”Andy Ory 表示。這種規模的量子計算機將能夠執行超出經典計算機模擬能力的複雜演算法。
谷歌量子人工智慧部門負責人 Hartmut Neven 對這一前景持樂觀態度。他在最近表示，預計在未來五年內就能看到商業化的量子計算應用。作為本輪投資方之一，谷歌對 QuEra 的技術路線給予了充分認可。
儘管如此，從 256 個量子位元擴充套件到 10,000 個，同時還要實現有效的錯誤糾正，這個目標在三年內實現仍然充滿挑戰。但 QuEra 表示，相比其他技術路線，擴充套件中性原子系統的工程難度較低。由於不需要低溫環境，系統的物理空間需求相對較小，一個房間就能容納所需的原子控制系統。
目前，QuEra 已經開始為技術落地鋪路，持續推進多個本地部署專案，這將是公司技術成熟度的重要標誌。QuEra 首席商務官 Yuval Boger 透露，公司已經積累了豐富的量子計算機運營經驗，每週在亞馬遜雲平臺上的執行時間已從最初的 10 小時增加到超過 100 小時。
“就像 ChatGPT 是一個發展了 30 年才突然成功的專案一樣，我們也在經歷類似的過程。量子計算領域已經積累了 43 年，現在，另一場革命即將到來。”Boger 如此總結道。隨著本輪融資的完成，QuEra 計劃將員工人數從目前的約 65 人擴充到年底的 130 人，主要招募科學家和工程師，為實現這一雄心勃勃的計劃做準備。
參考資料：
1.https://www.quera.com/neutral-atom-platform
2.https://techcrunch.com/2025/02/11/google-leads-230m-convertible-note-for-boston-quantum-computing-startup-quera/
3.https://www.hpcwire.com/2024/01/09/quera-debuts-3-year-roadmap-to-10000-physical-and-100-logical-qubits/
4.https://www.nature.com/articles/s41586-023-06927-3
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