圖說: ZuriQ團隊
量子運算投資熱潮持續升溫。瑞士量子運算新創 ZuriQ AG 日前宣布完成 2,550 萬美元(約新臺幣 8 億元)種子輪募資,將加速發展其創新的二維(2D)離子阱(Trapped-ion)量子處理器架構,目標突破量子電腦規模化發展的關鍵瓶頸。
本輪募資由 Quantonation 領投,Forward.one、Extantia、Firgun Ventures 以及既有投資人共同參與。此外,ZuriQ 在去年自瑞士聯邦理工學院蘇黎世分校(ETH Zürich)技術衍生創業時,也曾完成一筆未公開的 420 萬美元種子前(Pre-seed)募資。
以二維架構突破量子電腦擴展瓶頸
目前全球量子電腦發展最大的挑戰之一,在於如何讓量子位元(Qubit)數量持續增加,同時維持高精度與穩定性。
量子位元對外界環境極為敏感,即使微小的震動、溫度變化或電磁干擾,都可能導致量子態受到破壞,進而造成運算錯誤。因此,如何兼顧穩定性與可擴展性,一直是各家量子電腦公司積極突破的核心技術。
離子阱量子電腦長期被視為最具潛力的技術路線之一,其特色是利用電磁場將帶電離子固定,再以雷射進行量子操作。然而,過去多數離子阱系統採用一維(1D)線性排列架構,使量子位元只能沿著單一路徑逐步增加,難以建構擁有數千個量子位元的大型系統。
拋棄傳統設計 打造原生二維量子架構
ZuriQ共同創辦人暨執行長 Pavel Hrmo 博士表示,目前多數離子阱量子電腦仍建立在二十多年前提出的架構之上。
他指出,傳統設計將離子排列成一維鏈狀,再透過複雜的交會節點(junction)串接成大型網格,不僅製造困難,也限制系統擴充能力,因此量子位元往往只能逐步增加,難以達到商業化量子電腦所需的數千個量子位元。
Hrmo 表示:「早期投入離子阱技術的公司採用的一維架構,是重要的發展起點,但真正的挑戰在於能否成功轉向二維架構。我們投入更多時間進行基礎研究,因此找到一條更容易擴展的新路徑。我們的架構從一開始就是二維設計,因此晶片上的量子位元數量能比傳統系統更快速成長。」
Penning 微型離子阱提升擴展能力
與傳統離子阱不同,ZuriQ 採用 Penning 微型離子阱(Penning Micro-traps) 搭配靜態磁場,而非依賴高速震盪電場來束縛離子。
這項設計讓離子能在晶片表面自由移動,不再受限於傳統一維架構中複雜的交會節點,也因此能夠在整片晶片上配置量子位元,而非僅沿著單一直線排列。
ETH Zürich 教授暨 ZuriQ 科學顧問 Jonathan Home 表示,這項技術突破的核心在於幾何設計。
他指出,如果離子只能排列成一直線,量子位元數量只能逐步增加;但若改採二維排列,量子位元數量便能隨晶片面積成長。在一般尺寸晶片上,這代表可由數十個離子提升至數千個離子。
此外,離子可在三維空間中更自由地移動與重新連結,大幅提升量子位元之間的連接能力,而這正是打造高效能量子電腦的重要關鍵。
已完成九量子位元原型驗證
目前,ZuriQ 已完成首套原型系統驗證,成功建構 3×3 陣列、共九個可獨立控制的離子。
該原型是與德國半導體大廠 Infineon AG 合作,利用現有半導體製程完成製造,證明其二維離子阱架構可透過成熟晶片製造技術實現。
接下來,ZuriQ 將著手開發可容納數百甚至數千個量子位元的新一代量子處理器。
本次募得資金將投入擴大二維離子阱量子處理器研發、提升量子晶片製造能力、擴充工程與研究團隊以及延攬量子運算領域專業人才,
投資人看好新一代量子架構
Quantonation 創辦合夥人 Christophe Jurczak 表示,外界常認為量子電腦競賽的勝負已經底定,但事實並非如此。
他指出,ZuriQ 所提出的二維離子阱架構,展現量子運算領域仍有許多具突破性的物理創新等待實現,也證明未來量子電腦架構仍有機會出現顛覆性的技術發展。
隨著全球各國持續投入量子科技研發,如何在維持高精度的同時,實現數千甚至數萬個量子位元的可擴展架構,將成為下一波量子電腦競爭的重要關鍵,而 ZuriQ 的二維離子阱技術,也因此受到市場與投資人的高度關注。



