美企 Photon Queue 突破性技術 室溫光子記憶體加速量子運算

美國新創公司 Photon Queue Inc. 成功開發出一項創新技術，能使光粒子（photons）在室溫下儲存，這對於加速量子運算發展具有關鍵意義。這項技術利用光學開關與反射鏡，讓光子在計算前持續循環，直到計算時才釋放，藉此解決量子系統中光子同步的關鍵問題。

量子運算仰賴高度的精準度、效率與同步性，而光子傳輸速度極快且無法自然保持靜止，導致其同步成為一大挑戰。特別是某些計算需要不同的光子在同一時間到達同一位置。當一個粒子提前抵達時，系統需要暫時儲存它，直到所有必要的元素都備妥。

Photon Queue 的解決方案就像一個為光粒子設計的「等候區」。該裝置透過光學開關將光子送入一個由高反射率鏡面構成的環形路徑中，讓粒子在其中循環，直到系統發出請求。這個過程被比喻為飛機在繁忙機場降落前，在空中盤旋等待指令。這項技術的關鍵挑戰在於如何避免光子在反覆通過開關和鏡面時造成損耗，即使是微小的損失，在光子完成多圈循環後也可能影響整體流程。

這項技術的另一個亮點是其在室溫下運作的能力。Photon Queue 的裝置能夠直接儲存光子，無需仰賴超低溫（cryogenics）冷卻系統、真空環境或複雜的轉換過程。這對於分散式量子系統而言，量子記憶體的性能、效率與整合便利性都是至關重要的因素。其室溫和自由空間的運作方式，使 Photon Queue 的方案更具吸引力。

Photon Queue 的共同創辦人暨執行長 Nathan Arnold 強調，有效的量子運算將取決於光子在網路中移動時所達到的高精準度、效率和同步性，這正是該公司成立的宗旨。馬里蘭大學學院市分校（University of Maryland, College Park）也表達了與該公司合作的意願，將共同開發用於量子網路、感測與通訊等研究的實體硬體。Photon Queue 已在不到兩年的時間內將其技術從實驗室推向商業化硬體，並已獲得國家實驗室和大學等客戶的初期採用。這項突破性技術的發展，象徵著量子記憶體正逐漸成為量子運算發展的重要基礎設施。

該公司已獲得 400 萬英鎊（約新台幣 1.6 億元）的資金，將用於進一步推進量子運算及光子學領域的研究，包括解決上述損耗問題及提升設備性能，同時也將支持量子電腦和網路硬體的持續開發。