英国600万英镑推进量子技术商业化，光子组件开发成一大亮点

6月15日，英国研究与创新(UKRI)基金机构宣布已拨款600万英镑，用于推进涵盖量子PICs、激光器、SPADs和纠缠光源的量子技术商业化项目。据悉，该创新挑战项目活动中总共包含了16个项目，其中有几个则与光子组件直接相关联。

图片来源：UKRI

从应对气候变化到改善数字安全，英国正在通过利用量子技术的力量颠覆多个行业。UKRI希望这些项目能够推动量子技术的商业化，特别是这些技术在安全通信、新型成像方法、传感和计算方面的应用。

该组织宣布:“在此前成功融资的基础上，这16个项目已经确定了英国量子技术的明确市场机会，并规划了一个创新项目来帮助开发它。随着相关产品进入市场，这些项目将会把英国各地的公司连接起来，并将帮助建立和巩固在英国发展的令人兴奋的量子网络。”

据介绍，下面几个项目均投入了相应资金，用于开发支撑商业量子应用的关键光子组件。完整的项目清单包括：

1）Q-Pods：用于量子系统的整体封装集成光电器件

项目负责方：Bay Photonics Ltd

合作单位：国家物理实验室(NPL)

“Q-Pods”项目旨在通过将所有重要组件集成到一个单一的坚固封装中，来降低一个用于驱动磁光阱的光电模块的尺寸、重量、功率和成本，该模块目前已应用于多个英国量子项目。

海湾光电公司(Bay Photonics)还与美国国家物理实验室(NPL)合作牵头合作了“PADME”项目，能够提供高性能、紧凑和可靠的纠缠光子对源。

2）TALENT：用于量子技术的锥形放大器

项目负责方：Alter Technology TUV Nord UK Limited

合作单位：Fraunhofer CAP、ColdQuanta

近期刚迎来成立十周年不久的格拉斯哥夫劳恩霍夫应用光子学中心(CAP)将支持Alter Technology、TUV Nord UK和ColdQuanta开发轻量紧凑、低功耗(SwaP)、强大和稳定可靠的新型激光器，使量子技术能够在恶劣和动态环境中部署。

3）高性能量子光源

项目负责方：AEGIG Ltd

合作单位：Fraunhofer CAP

包括通信、光子计算、显微镜和传感在内的众多新兴量子技术都需要高质量的量子光源才能取得成功。

Fraunhofer CAP将合作开发两种新的光源，一种是用于各种应用的现场就绪型全套解决方案(turn-key solution)，另一种是用于小型卫星潜在使用的纠缠光子光源的台式演示。

4）AlGaAsSb红外单光子雪崩二极管

项目负责方：Phlux Technology Ltd

合作单位：谢菲尔德大学、QLM

近年来，总部位于英国布里斯托尔（Bristol）的QLM Technology成为量子与光子领域的一大焦点，该公司的单光子激光雷达方法能够对包括二氧化碳和甲烷在内的气体排放进行成像，从而比目前常用的一些方法更快地识别和处理温室气体的泄漏。

在最新的项目资助下，QLM Technology将与谢菲尔德大学的分支Phlux达成双方合作。Phlux正在为激光雷达研究新的基于AlGaAsSb的红外单光子雪崩二极管(APD)，以改进其甲烷探测摄像机的质量与性能。

上述三方将针对目前甲烷探测技术的不足，通过研制高性能单光子探测器，使量子气体传感摄像机的探测效率提高4倍。

5）Medusa：被困离子多核量子计算机的网络核心

项目负责方：Nu Quantum Ltd

合作单位：思科、剑桥大学、牛津大学

剑桥大学的子公司Nu Quantum将在牛津大学和通信巨头——思科系统（Cisco Systems）的支持下，主导“美杜莎”（Medusa）项目，旨在开发用于计算应用的集成量子光子技术并实现其商业化。

7）QPICPAC：量子光子集成电路封装

项目负责方：Wave Photonics Ltd

合作单位：布里斯托大学、南安普顿大学、Alter Technology、Senko Advanced Components

另一家剑桥子公司Wave Photonics正在领导“量子光子集成电路封装”(QPICPAC)项目，该项目旨在开发一种设计指南和封装流程，用于快速、低成本地封装量子光子集成电路。

8）激光冷却光子量子存储系统

项目负责方：ColdQuanta UK Limited

合作单位：思科、ORCA计算公司

总部位于美国的ColdQuanta公司将与思科、伦敦的ORCA计算公司合作，开发激光冷却光子量子存储系统，以期在商业可扩展的平台上展示最先进的存储器寿命。

9）CompaQT

项目负责方：Delta G Limited

合作单位：STL Tech、伯明翰大学

利用商业工程技术将量子传感器带入日常生活，让那些没有经过高度专业训练的人也能用上这些技术与仪器。

10）利用容错综合征提取技术推进量子纠错的实际落地

项目负责方：Riverlane Ltd

合作单位：Rigetti UK

该项目旨在将功能量子传感原型从实验室里的“高精尖”转变为“日用活”，并提供专业知识，使传感器更接近市场应用。

11）用于量子技术的单掺杂胶体量子点

项目负责方：Nanoco Technologies Limited

合作单位：University of Manchester

该项目旨在将量子软件和硬件结合起来，在实现量子计算机纠错方面迈出一大步。

12）解决工业优化难题的短期量子计算

项目负责方：Phasecraft Limited

合作单位：Rigetti UK、英国电信（BT）

该项目将建立在创新英国先前资助的可行性研究结果的基础上。上一个项目探索了容错量子计算机的潜力，以解决与电信网络相关的长期优化问题。

13）NextSTEPS：下一代卫星通信纠缠光子源

项目负责方：Craft Prospect Ltd

合作单位：Fraunhofer CAP、Alter Technology

NextSTEPS项目将寻求建立一个台式的纠缠光子源演示。这项工作还将考虑该单元在空间中使用的要求，特别是用于小尺寸、重量和功率(SWaP)卫星平台，如纳米卫星。

14）QGyro项目

项目负责方：Microchip Technology Caldicot Limited

合作单位：Inex Microtechnology、NPL

该项目将开发一种基于原子自旋陀螺仪的导航级技术，并评估该技术的小型化潜力。

15）Rydberg原子低频传感

项目负责方：ColdQuanta UK Limited

合作者：英国杜伦大学Leonardo

该项目将论证利用Rydberg态的超冷原子探测甚高频和超高频波段射频辐射的可行性。“里德堡态”（Rydberg states）是原子的高度激发态。在这种激发态下，一个外层电子被推进到一个围绕母核的非常大的轨道上。这将为现场可部署设备铺平道路，可显著减少常规探测系统的空间、光谱和偏振约束。

16）PADME：一种封装的多路纠缠光子源

项目负责方：Bay Photonics

合作单位：斯特拉斯克莱德大学、格拉斯哥大学

旨在提供高性能、紧凑和可靠的纠缠光子对源，服务于全球市场，并巩固英国作为量子和光子创新世界领导者的地位。