把光关进一百个柜子：量子计算的下一场豪赌 (2026)

导读

PsiQuantum 想造的不是实验室里多加几个量子比特的原型机，而是一台能真正替科学家处理问题的光子量子计算机。MIT Technology Review 的 James O'Donnell 走进这家公司的工厂、冷却系统和芯片供应链，写下这场豪赌最难被看见的部分：量子计算的未来，先要通过一连串极其具体的工程考验。原文发表于 2026 年 7 月 14 日。1

全文总结

一台还不存在的机器

文章从一间尚未建成的机房开始想象这台机器：大约 100 个六英尺高的不锈钢柜体，连接液氦系统，温度要维持在接近绝对零度的水平。柜体里会装着数百块芯片，成千上万的光子在光学开关和分束器组成的迷宫中穿行。每个光子最后落在哪里，都会影响计算结果。1

PsiQuantum 由四名来自英国大学的物理学家在 2016 年创办。它押注的是量子计算最宏大的版本：让量子比特，也就是能同时处于多种量子状态、而非只能取 0 或 1 的计算单位，足够多、足够稳定，最终处理普通计算机几乎无法处理的问题。今天最好的量子计算原型仍然太小，而且错误太多；PsiQuantum 却声称，自己要直接建造一台大规模、可商用的机器。

这个承诺之所以引人注目，是因为它已经变成一项昂贵的工业工程。公司去年融资 10 亿美元，在芝加哥与地方政府合作建设园区，也在澳大利亚推进第二个项目。它希望澳大利亚的设施在 2027 年具备运行条件，但这里的「运行」只意味着冷却系统到位、可以安装硬件，并不等于一台完整的量子计算机届时已经交付。1

文章写得很谨慎：PsiQuantum 正接近一个「证明时刻」，但外界很难像判断药物临床试验那样判断它。量子计算的进步是渐进的，许多关键工作发生在公司内部，外部观察者既看不到全部细节，也很难复现实验。

为什么偏偏是光子

量子计算机要解决的第一个问题，是选择什么东西来充当量子比特。Google 和 IBM（美国科技公司）押注超导电路，Intel 使用电子，PsiQuantum 选择的是光子，也就是构成光的粒子。

光子有两个相反的特点。它们能够长时间保持量子状态，宇宙微波背景中的光子甚至可能保存了数十亿年；但它们移动很快，也很容易散射。更麻烦的是，两个光子通常会彼此穿过，难以直接互动，而量子计算需要量子比特互相影响。

2001 年，洛斯阿拉莫斯国家实验室和昆士兰大学的研究者找到一条绕路：不强迫光子直接碰撞，而是把它们送进由分束器和探测器组成的网络，用测量结果「伪造」出光子之间的相互作用。PsiQuantum 的公司使命，就是把这个理论变成一台可运行的机器。1

具体流程听起来像一条无法出错的流水线：先用激光制造光子并让它们「纠缠」，让原本各自独立的状态变成共享状态；再让它们通过执行计算的光学门；最后读取量子状态，并在数百万次重复中追踪和修正错误。每个环节单独看都能完成，把它们连续做对，才是真正的难题。

O'Donnell 在加州 SLAC 国家加速器实验室（美国能源部旗下的粒子物理研究机构）看到 PsiQuantum 借用液氦冷却设备。公司目前让柜体在 2 开尔文，也就是约零下 456 华氏度下运行，目标是把温度略微提高到约零下 452 华氏度。与许多需要把整台机器降到超导温度的方案不同，光子计算机只需要把末端探测器冷却到极低温度，但这个系统仍会吞掉公司融资中的很大一部分资金。1

量子计算也有自己的供应链

PsiQuantum 还决定自己制造一种叫钛酸钡的材料。它能以很低的电力损耗快速引导光子通过芯片，但晶体结构很难控制。公司没有等供应商把这种材料做到工业规模，而是在内部投入设备和资金。记者看到技术人员把原料加热、汽化，再在晶圆盘上结晶成薄层；当时一片晶圆要做 12 小时，如今每天已经能做出几片。

之后，晶圆会被送到 GlobalFoundries（一家芯片代工厂）在纽约州马耳他的工厂制造芯片。PsiQuantum 的想法是，把这条复杂的供应链接到已经存在的硅光子芯片基础设施上。硅光子芯片用光传递信息，数据中心已经在使用相关技术。如果 PsiQuantum 能把芯片做成规模化产品，它就可能借到现成的设备和工艺；如果不能，这套供应链也会成为最昂贵的自制陷阱。1

彩色晶圆上用于制造光子芯片的精密设备 — PsiQuantum 的芯片制造设备。原文配图。1

工程规模正在逐级放大。PsiQuantum 在加州米尔皮塔斯的测试地点已经连接了 3 个柜体，每个柜体装有 250 块芯片；下一步是检验错误修正方法能否随系统扩大而继续有效。公司希望在澳大利亚的冷却系统到位后，连接约 100 个柜体，再逐步运行那些被宣传为能改变世界的算法。报道特别提醒，2027 年这个时间点经常被新闻报道写成「第一台完整量子计算机上线」，但公司自己的表述只是设施具备安装硬件的条件，二者差别很大。1

谁来判断它是不是成功

美国国防高级研究计划局（DARPA，美国国防部负责高风险研发的机构）可能是外界最接近答案的观察者。它从 2023 年开始审查 PsiQuantum 的系统，并把公司放进一项量子计算基准计划的第三阶段。该项目此前负责人、曾自称「量子怀疑论者」的 Joe Altepeter 说，自己在过去 10 年里的任何时候都没有现在这么乐观；继任者 Micah Stoutimore 则在今年表示，到 2033 年「某家公司」建成有实际效用的量子计算机，似乎已经很有可能。1

但 DARPA 的乐观不等于 PsiQuantum 已经赢了。PsiQuantum 的目标是一台拥有 100 万个量子比特的机器，Google、Quantinuum 等竞争者则持续公开芯片和系统的渐进式进步。PsiQuantum 选择把注意力集中在商业终点上，代价是外界更难看到它中间走了多远。IBM 曾在 2020 年提出大规模纠错系统的路线图，最初把目标定在 2028 年，如今看起来已经推迟到 2030 年。1

机器还没造好，算法先写起来

PsiQuantum 已经和洛克希德·马丁、梅赛德斯、空中客车等公司合作，分别设想把量子计算用于材料、汽车电池和航空航天问题。它还提供 Construct 软件，让合作方先把问题转译成未来量子机器能够运行的算法。这个做法的逻辑很简单：就像游戏开发者会在新主机上市前写代码，算法研究可以先于硬件完成。

但量子计算机并不是「更快的普通计算机」。它只适合一部分问题，而且问题必须被写成特定形式的算法。最著名的例子是 Shor 算法，它理论上能破解今天互联网、信用卡和军事通信使用的许多加密方式；正因为这台机器还不存在，安全机构才有时间部署能抵抗量子攻击的新加密方法。

文章也没有把 PsiQuantum 的研究成果写成现成突破。公司与空中客车合作的一项流体力学研究，只比今天的经典计算机快了一点；相关专家认为，在真正大规模、错误率足够低的量子计算机出现前，这样的加速很难产生实际影响。公司最看重的另一类任务是量子化学，例如模拟细胞色素 P450 酶（一类负责代谢药物的酶）如何分解药物。PsiQuantum 的目标，是把今天可能要花 10 年以上的估算缩短到 4 分钟，但这仍是公司对未来机器的设想，不是已经交付的能力。1

文章最后回到 PsiQuantum 联合创始人 Terry Rudolph 的判断。图灵可以用纸笔想出经典计算的理论，却不可能靠纸笔造出 Minecraft 或 Facebook；那需要 70 多年的反复试验。量子计算也一样：在真正的机器出现之前，人们能写下算法、做出漂亮的论文，却还没有机会检验它究竟能把什么变成现实。公司真正要证明的，不是光子是否足够迷人，而是能否把一连串脆弱、昂贵、彼此依赖的步骤，稳定地连成一台机器。

关键细节

PsiQuantum 的目标机器预计需要约 100 个六英尺高的不锈钢柜体，柜内运行温度约为 2 开尔文，即约零下 456 华氏度。1
公司去年融资 10 亿美元；在米尔皮塔斯测试地点已经连接 3 个柜体，每个柜体装有 250 块芯片。1
PsiQuantum 自制钛酸钡晶圆，早期一片要加工 12 小时，如今每天能生产几片，再送往 GlobalFoundries 的纽约州工厂。1
公司声称要把细胞色素 P450 酶对药物作用的估算，从今天的 10 年以上缩短到 4 分钟；文章同时指出，所需的大规模、低错误率机器尚未存在。1
DARPA 项目负责人判断，到 2033 年某家公司建成有实际效用的量子计算机似乎已经很有可能，但这句话并没有指定 PsiQuantum，也不等于公司已经通过最终验证。1

金句

「We aim to get it down to four minutes.」
中文译注：PsiQuantum 负责量子应用的副总裁 Philipp Ernst 谈到药物分子模拟时，给出了公司的目标。它描述的是未来机器的理想速度，不是现有系统的实测成绩。1

「It is very hard for an outsider to evaluate.」
中文译注：德州大学奥斯汀分校理论计算机科学家 Scott Aaronson 说，量子计算公司的真实进展很难由外部人士判断。这句话也点出了 PsiQuantum 的特殊处境：它把结果押在一台尚未完成的整机上。1

「Until you have the actual machine in hand, you don't have the opportunity to really explore its potential.」
中文译注：Terry Rudolph 认为，在真正拿到机器之前，人们只能在纸面上推演量子计算的潜力。对 PsiQuantum 来说，最关键的实验还没有开始。1

Fuentes de referencia

1PsiQuantum has a plan to make a massive quantum computer out of light

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