摘要:三名英国量子学教授,仅凭量子软件拿到 2 亿多人民币的投资。这背后是一家名为 Phasecraft 的量子软件公司。当地时间 9 月 2 日,该公司宣布其已完成 3400 万美元的 B 轮融资,并表示已揽下 Google Quantum AI、IBM Quan
三名英国量子学教授,仅凭量子软件拿到 2 亿多人民币的投资。这背后是一家名为 Phasecraft 的量子软件公司。当地时间 9 月 2 日,该公司宣布其已完成 3400 万美元的 B 轮融资,并表示已揽下 Google Quantum AI、IBM Quantum、美国量子公司 QuEra Computing 和 Rigetti Computing 等客户。
图 | 该公司的三位联合创始人(来源:Phasecraft)
该公司的联合创始人兼 CEO 是阿什利·蒙塔纳罗(Ashley Montanaro),他也是英国布里斯托大学的教授,早年他正是在该校获得了博士学位。值得注意的是,他也是学术期刊 Quantum 的创始编辑之一。
图 | Phasecraft 公司的联合创始人兼 CEO 阿什利·蒙塔纳罗(Ashley Montanaro)(来源:Phasecraft)
托比·库比特(Toby Cubitt)是该公司的联合创始人、CTO 和首席科学家。与此同时,他也是英国伦敦大学的教授。早年,其本科和博士毕业于英国剑桥大学和德国马克斯·普朗克量子光学研究所。总有人说他是不是因为自己研究量子所以将名字改为了“Cubitt”,但他在自己的个人网站自嘲“Cubitt”这一名字要比“qubit”即量子比特这一术语的诞生来得更早。
图 | Phasecraft 公司的联合创始人、CTO、首席科学家托比·库比特(Toby Cubitt)(来源:Phasecraft)
约翰·莫顿(John Morton)是该公司的联合创始人兼董事。与此同时,他也在英国伦敦大学担任教授。早年,其博士毕业于英国牛津大学。
图 | Phasecraft 公司的联合创始人兼董事约翰·莫顿(John Morton)(来源:Phasecraft)
在该公司,目前至少有两名华人科学家,一位是量子算法科学家王晓玲(音),另一位是英国剑桥大学在读博士生张勇(音)。王晓玲主要负责研究量子计算机上多体物理的模拟及其与凝聚态物理以及真实材料系统的关系。张勇则负责将自己的应用数学与理论物理知识用于解决量子纠错问题。
图 | 从左到右:张勇、王晓玲(来源:Phasecraft)
值得注意的是,目前在美国加州大学洛杉矶分校担任助理教授的 Leo Zhou 也曾来到 Phasecraft 公司担任过一段时间的访问研究员。
图 | Leo Zhou(来源:https://leoxzhou.github.io/)
而就在此次融资宣布的不久之前,2025 年 8 月,该公司表示其在无需使用昂贵的误差缓解技术的前提之下,就能在 IBM 的量子处理器 Heron r2 设备的 30 个量子比特上精确地重构一维费米 - 哈伯德模型的大尺度自旋激发谱。之所以能够实现这一成果,是因为其通过引入一种天然适用于量子计算机模拟的方案,重构了推迟自旋格林函数。这一方案对于初始态的扰动具有一定的鲁棒性,故其利用这一特性最大限度地减少了制备初始态时所需要的量子资源,从而能够将主要资源分配给特罗特化的时间动力学模拟。
2025 年 3 月,该公司公布了 THRIFT 算法,并表示这款算法既能提高量子模拟效率,还能降低计算成本,从而能让人们打造更加接近现实世界的量子应用。这款算法能够根据量子系统中不同的能量尺度来优化量子模拟,从而能让相关步骤变得更小和更易于管理。对于更大规模的模拟来说,这可以增加它的运行时间,也能减少错误发生率,并且无需增加量子电路的尺寸。
一维横向场伊辛模型(One-dimensional transverse-field Ising model),是凝聚态物理学中的一个重要理论模型,其在研究量子相变时具有重要意义。而相比于传统方法,THRIFT 算法能将一维横向场伊辛模型的模拟估计和电路复杂性提高 10 倍,从而能够执行规模大出 10 倍以上、运行时间长出 10 倍以上的模拟。
对于设计人类所需要的材料和化学品来说,模拟复杂系统的演化过程是必不可少的步骤。但是,这些演化过程是瞬息万变的。比如,电池的性能取决于不断变化的量子态,药物的有效性则取决于分子间不断变化的相互作用。对于这些变化,人们使用时间演化模拟的方式进行模拟。然而,量子力学的复杂性较高,粒子也同时存在于多种状态,并会通过纠缠来相互影响,因此模拟必须具备指数级处理的能力,而这往往会迅速压垮经典计算机。
特罗特公式(Trotter formula),是量子计算领域和数值计算领域的一个重要的近似方法。为了解决上述问题,此前人们使用特罗特公式来将量子演化分解为更小的步骤,以便能在当前依然比较嘈杂的量子计算机上进行处理。不过,这依然需要依赖大量的运算来维持准确性,而且较长的模拟运算时间也会带来更高的时间成本和资源成本。原因在于这种方法对于所有交互都采取一视同仁的“态度”,并会赋予所有交互以相同的计算重要性。以至于当人们针对现实世界系统进行建模时,会让建模时间和建模准确性遭到限制。
而 THRIFT 算法则能判断出这一规律,即不同的相互作用会以不同的速度发展。凭借此,THRIF 会将计算能力引导到最重要的地方,从而能够减少量子门的数量。这样一来,不仅可以优化计算,还能减少误差积累,也能更好地利用计算资源,从而让量子计算机能够模拟更大、更快、更持久的系统。这样的好处在于:演化的时间越长,人们对于材料和化学物质特性的理解就越深刻,从而可以优化设计方案。无论是模拟复杂材料的物理特性,还是优化大型能源网络的结构,这一算法都能发挥作用。
图 | THRIFT 的相关图示(来源:Phasecraft)
当前,量子计算硬件和软件正在进行商业化方向的融合。在这一融合之中,Phasecraft 公司认为其所打造的 THRIFT 算法能够起到关键作用,而且这款算法“无需等待完美的硬件”。其所使用的量子增强方法,可以将量子计算与标准计算加以结合,从而能够克服此前存在的局限性,并能让现存的含噪声的中等规模量子设备(NISQ,Noisy Intermediate-Scale Quantum)解决之前未能解决的问题,进而让量子应用更快地进入工业界。
2024 年 11 月,该公司还曾打造一款名为量子增强信念传播(QEBP,Quantum-Enhanced Belief Propagation)的算法。当使用这一算法时,要将量子近似优化算法(QAOA,Quantum Approximate Optimization Algorithm)作为信念传播的预处理步骤。基于此,该公司针对基于 QAOA 的校验子解码进行了精确仿真,所得到的仿真结果能够为信念传播算法提供指导,从而实现更快的收敛速度和更低的块错误率。
图 | 关于的量子近似优化算法图示(来源:Phasecraft)
2024 年 9 月,Phasecraft 公司还成为了全球仅有的 8 个进入 Wellcome Leap Quantum for Bio(Q4Bio)计划的第二阶段的团队之一。Q4Bio,是由生命健康领域投资机构 Wellcome 于 2020 年推出的一项非营利性基金 Wellcome Leap 所发起的量子生物支持计划,旨在以量子应对人类健康挑战。在这一项目之中,Phasecraft 公司将与英国诺丁汉大学以及 QuEra Computing 公司合作,共同推进关于“药物发现中共价抑制剂的量子计算”工作。
目前,Phasecraft 公司也已打造出来一款材料数据库,并提供了实际应用中的量子电路复杂性。这一数据库采用全自动协议构建而来,使用时只需要输入每种材料的原子位置和晶格坐标。
图 | 材料数据库(来源:Phasecraft)
前面提到,在和量子公司的合作上,Phasecraft 公司已经获得和 Google Quantum AI、IBM Quantum、美国量子公司 QuEra Computing 和 Rigetti Computing 等企业的合作。在和 Google Quantum AI 的合作上,Phasecraft 公司在 Google 的量子硬件上打造了高效算法,未来双方有望开发出来世界上最复杂的量子基态模拟。在和 IBM Quantum 的合作上,Phasecraft 公司基于 IBM Quantum 的脉冲级控制,搭载了前者在子电路模型中开发的量子算法,借此实现了数量级的性能提升。在和 Rigetti Computing 的合作上,Phasecraft 公司负责了前者于 2022 年推出的首款英国量子计算机的量子模拟部分。
在和其他类似公司的合作上,该公司已经和罗氏公司、英国特种材料开发商庄信万丰 (Johnson Matthey)、英国太阳能电池开发商 Oxford PV、英国国家能源系统运营商以及英国电信等达成合作。预计 Phasecraft 公司在量子算法上的进步,将能让来自于化学、材料和医学领域的人士从“发现转向设计”。
在 Phasecraft 公司的本次融资之中,英国早期投资风险基金 Plural 是参投方之一,Plural 的合伙人伊恩・霍加斯(Ian Hogarth)表示,Phasecraft 公司正在以此前被认为是不可能的方式在改变着量子领域。该公司的这种与硬件无关的方案,意味着能够与全球多种计算设备协同工作。Phasecraft 公司也在官网写道,其能以前所未有的方式访问当今最好的量子硬件,并表示自己的使命是弥合量子计算理论研究与实际应用之间的差距,其希望为量子计算机找到实用的方法,同时又不会损害坚实的理论基础。事实上,英国也是少有的量子技术较为发达的国家之一,该国的多所大学都在量子领域有着深度布局。就像之前牛津大学孵化了著名的牛津光伏公司一样,Phasecraft 公司会成为英国在量子领域的“牛津光伏”吗?且看时间如何作答。
1.Phasecraft 公司官网 https://www.phasecraft.io/和 https://www.phasecraft.io/about
2.THRIFT 算法的介绍 https://www.phasecraft.io/research/thrift-algorithm
3. 重构一维费米 - 哈伯德模型的大尺度自旋激发谱的介绍 https://www.phasecraft.io/research/extracting-the-spin-excitation-spectrum-of-a-fermionic-system-using-a-quantum-processor
4. 融资新闻 https://www.phasecraft.io/news/phasecraft-raises-34-million-from-plural-playground-novo
5.Leo Zhou 个人主页 https://leoxzhou.github.io/
6. 托比·库比特(Toby Cubitt)的个人主页 https://www.dr-qubit.org/qubit.html
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来源:DeepTech深科技一点号