量子產業群像錄

QuEra 創立於 2018 年，源自哈佛大學與 MIT 實驗室，專注以「中性原子（Rydberg 陣列）」技術，核心技術是利用原子和雷射來編碼量子位元，打造可擴展的量子電腦。 已將技術從實驗室推進至雲端與在地部署，並發表通往大型、具錯誤校正能力與容錯的量子運算路線圖。

中性原子量子位元技術

QuEra 採用的中性原子量子位元技術，使用銣-87 原子作為量子位元，透過雷射光學鑷將數百個原子排列成二維陣列，並將這些原子的外層價電子激發到高能的Rydberg State，以在其中編碼量子資訊。 QuEra 的處理器架構被稱為「場可程式量子位元陣列（FPQA）」，允許透過軟體動態重新配置原子位元的排列方式。 這種可程式幾何配置的特性意味著，使用者可以在每次運算前改變量子位元的空間佈局，而無需更換硬體實體電路。 目前 QuEra 的 Aquila 系統以類比模式運作（透過連續調控哈密頓量而非離散量子閘來演算法演進），但其硬體設計也支援未來擴充至量子閘的數位模式運作。

• 高度擴展性：中性原子技術易於在空間中排列大量的量子位元（Aquila 已實現 256 位元，實驗展示未來可達數千甚至上萬規模），為大規模量子計算提供了可能。

• 幾何連結彈性：透過光學鑷動態調整原子在陣列中的相對位置，可將待解問題（例如圖論中的最大獨立集問題）的圖形直接映射到量子位元的空間幾何佈局上，實現直觀且高連線度的量子比鄰關係。

• 室溫操作：中性原子量子位元具有天然穩定性，無需大型深冷設備即可維持其量子態。在常溫條件下運行的特性，使其在與傳統資料中心整合時更為便利，降低了能源和維護成本。

• 保真度提升：隨著技術進步，中性原子量子閘的操控精度大幅提高。近期學界已實現雙量子位元閘超過 99.5% 的高保真度，達到量子錯誤更正所需的基本門檻，顯示出中性原子路線在誤差控制上快速進步。

Ref: https://www.quera.com/neutral-atom-platform

現場可編程量子位元陣列 (FPQA)：量子位元的靈活排列可實現可重構 (reconfigurable) 的佈局，從而實現高效電路並顯著縮短開發週期。需要不同配置的新應用無需重新組裝硬體即可實現。

鑑於雷射可以在空間中自由移動，中性原子也可以排列成幾乎任何配置。這種靈活性允許調整和適應量子位元的連接性 (connectivity)，以滿足每個問題的特定要求。此外，這還能大大縮短開發週期，因為新應用可以利用新的配置，而無需重新組裝硬體。

量子位元穿梭 (Qubit shuttling)：透過為量子位元編碼適當選擇原子能階，原子甚至可以在計算過程中被相干地移動。這是中性原子技術的一個關鍵優勢。

產品／服務

• Quantum Systems：中性原子量子電腦，強調規模與可重構彈性，支援雲端（例如 Amazon Braket）與在地部署。

• Application Co‑Design：與產業客戶共同開發特定任務的量子解決方案（如最佳化、量子機器學習、模擬）。

• Collaborative Research：與學研與技術夥伴（哈佛、MIT、AIST 等）合作，加速錯誤校正、演算法與控制技術等關鍵模組研發。

• 生態合作：QuEra Quantum Alliance、Full‑Stack 演算法共設計計畫，推動軟硬整合與應用落地。

Partner

• Open Quantum Institute

• Quantum Machines

• Links Foundation

• QAI Ventures

• qBraid

• NERSC

• BP

• Amazon

• Deloitte

• Classiq

• Pawsey

• Wolfram Research

• Kipu Quantum

• QED-C

• NVIDIA

• Los Alamos

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