瑞士工程科技企业ZuriQ研发新型彭宁离子阱处理器

钛度号
可实现离子在二维与三维空间中的自由重构和移动。

图源ZuriQ

钛媒体APP注:自2011年以来,瑞士连续15年全球创新指数排名第一,是全球重要的创新策源地,也是中国首个创新战略伙伴关系国,在创新发展领域与中国具有极佳互补性。

由Venturelab主办的“瑞士创新100强”,汇聚了最佳“瑞士制造”的初创及成长期科技创新企业,是瑞士最具国际影响力的创新生态标杆。自2011年以来,该榜单每年在瑞士全国范围内评选出100家最具开创性和市场前景的瑞士创新企业和25家最具独角兽潜力的瑞士成长期企业,覆盖生命科学、工程机械、机器人、信息通信、低碳科技、食品科技等领域。

为了全方位展示和介绍瑞士最前沿的创新科技,钛媒体APP与Venturelab的中国授权合作方以明科技(Insight Tech)合作推出《瑞士创新100强》专题,全面展示瑞士先锋科创生态的全景。

本文为专栏第200期,介绍的ZuriQ是2025年《瑞士创新100强》上榜企业,其致力于研发新型彭宁离子阱处理器。

瑞士工程科技公司ZuriQ成立于2024年,公司致力于研发新型彭宁离子阱处理器。该处理器利用静电场和均匀磁场约束离子,实现芯片上方量子比特的自由移动和三维重构,可大幅增加离子阱量子计算机可处理的量子比特数量,极大增强其计算能力。

ZuriQ是苏黎世联邦理工学院的衍生公司,由Pavel Hrmo、Tobias Sägesser与Shreyans Jain共同创立。Pavel Hrmo为公司首席执行官,拥有帝国理工学院受控量子动力学博士学位,曾担任苏黎世联邦理工学院和因斯布鲁克大学博士后研究员,在离子阱、推进量子控制和扩展计算方面拥有10多年经验。Tobias Sägesser为公司首席技术官,拥有苏黎世联邦理工学院博士学位,曾在Sensirion从事研发工作。Shreyans Jain为公司首席科学官,拥有苏黎世联邦理工学院博士学位。

图源ZuriQ

离子阱技术一直是量子计算领域中最有效的技术之一。离子阱量子计算机使用带电原子(离子)作为量子比特(量子信息的基本单元),通过电场和磁场将离子束缚在特定位置,并经过激光控制离子进行计算。离子阱技术拥有量子比特质量高、相干时间长、门保真度高等优势,计算性能稳定且精确。但离子阱技术依赖具有一维结构的离子链来实现量子比特的存储,而一维链难以扩展,无法将量子比特扩展到数千量级。

图源ZuriQ

ZuriQ研发了新型彭宁离子阱处理器,该处理器利用静电场和均匀磁场将离子约束在芯片上方,并能让其在二维与三维空间中自由重构和移动,从而极大增强离子阱量子计算机的计算能力。

量子比特是量子计算里的信息单位,其利用量子系统的量子态来存储和处理信息;能够被稳定控制的量子态,就可被用作量子比特。目前市场上主要使用射频振荡场进行离子捕获,将离子限制在一维链状结构中。

ZuriQ采用了均匀磁场和直流四极电场(称为彭宁阱)代替射频场,使离子可以排列成二维与三维结构,并能更灵活地在离子间交换量子信息。为了捕获离子,ZuriQ在芯片上放置电极以施加静电场,并将整个芯片置于平行于电极平面的均匀磁场中,这样离子会被捕获在电场和磁场共同作用形成的稳定势阱中,此时电场强度变为零;再通过控制电场,就可实现势阱位置在三维空间中的任意移动。由于离子带电,离子之间通过库仑力相互作用实现量子信息交换。为了在任意两个量子比特之间执行双量子比特门操作,ZuriQ缩短了离子间的距离,以增强并更好地控制库仑相互作用,减少门操作的执行时间和退相干;随后再使用激光照射势阱以执行门操作,进而实现量子比特的灵活排列。

基于已有技术,ZuriQ计划构建一个拥有约10000个量子比特、保真度极高的处理模块,用于一些初步应用,例如药物设计、寻找更优催化剂或对数据隐私要求极高的行业。

2025年7月,ZuriQ与英飞凌科技股份公司宣布建立合作伙伴关系,双方将共同开发用于量子计算的新型离子阱芯片,二者将合作展示具有动态可重构性和低噪声性能的三维离子网格。此外,ZuriQ还在同年9月与QC Design达成合作,公司将使用QC Design的 Plaquette软件设计、模拟和优化量子计算架构。

2025年1月,ZuriQ完成了420万美元的种子轮融资,Founderful领投,SquareOne、First Momentum Ventures、OnSight Ventures和QAI Ventures跟投,资金将用于推动公司架构商业化与产品原型机开发。

图源以明科技

2025年《瑞士创新100强》中文版由以明科技(Insight Tech)荣誉发布。以明科技是《瑞士创新100强》的中国授权合作方,负责《瑞士创新100强》在中国的运营推广并协助榜单项目对华商业合作。以明科技是中欧(瑞士)产业创新合作服务商,致力于以生态建设和跨境赋能,促进瑞士创新中国化和中国产业国际化

获取《瑞士创新100强》完整榜单及行业榜单,请访问以明科技公号或官网。

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