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Xanadu与HyperLight将薄膜铌酸锂光开关损耗降至7毫分贝
来源:Converge Digest 13 小时前 132

据Xanadu Quantum Technologies及其薄膜铌酸锂(TFLN)合作伙伴HyperLight称,Xanadu光子量子硬件中的光开关插入损耗已降至7毫分贝(mdB),低于一年前的约20 mdB。两家公司表示,这些开关是使用HyperLight的TFLN Chiplet平台在高容量晶圆生产线上制造的,Xanadu称其良率和重复性极佳。Xanadu将这一结果描述为较2025年数据近三倍的改进,并表示其兼容量子的开关现已准备好投入量产。

与经典光网络相比,开关损耗在光子量子计算中更为关键。光子承载量子信息,而量子信号无法在不破坏量子态的情况下通过传统方式进行放大,因此光路中每损失一分贝都会降低保真度,或迫使增加额外的硬件冗余。以分贝为单位,7 mdB等于0.007 dB,对应约99.84%的透射率,即每次通过开关损失约0.16%的光子。2025年约20 mdB的数据对应约0.46%的损耗。Xanadu表示,较低的损耗应能改善制造经济性,减小系统占地面积,并降低公用事业规模系统所需的开销。

此前在2025年7月宣布的里程碑成果中,TFLN波导损耗低于2 dB/m,相应的电光开关损耗约为20 mdB,同样是在高容量半导体生产设施中生产的。此次新公告给出了7 mdB的开关插入损耗数据,但未报告匹配的波导损耗、开关架构、工作波长、切换速度、消光比、晶圆尺寸、测量器件数量或具体的良率数据。也没有引用相关的论文或预印本。Xanadu还表示,7 mdB比其“最接近竞争对手最近公布的结果”低10倍,但未指名竞争对手或具体结果。

Xanadu创始人兼首席执行官Christian Weedbrook博士表示:“这一显著的开关插入损耗里程碑表明,Xanadu的兼容量子开关已准备好投入量产,使可扩展的量子硬件和公用事业规模量子计算(USQC)向现实迈进了一步。对于Xanadu而言,最小化光学损耗是实现容错光子量子计算商业可行性的最关键因素之一,而像HyperLight这样的创新合作伙伴是我们进入市场战略的关键。”

关键点:Xanadu与HyperLight 7 mdB TFLN开关
成果
• 光开关插入损耗:7 mdB(0.007 dB),每次通过开关约损失0.16%的光子(计算值)
• 此前基准(2025年7月):约20 mdB,约0.46%损耗(计算值)
• 改进幅度:据Xanadu称近3倍(20 ÷ 7 ≈ 2.9)
• Xanadu声称比其最接近竞争对手最近公布的结果低10倍(未指名竞争对手)
技术与制造
• 材料:基于HyperLight TFLN Chiplet平台的薄膜铌酸锂(TFLN)
• 在高容量晶圆生产线上制造;公司称良率和重复性极佳
• 2025年基线数据将低于2 dB/m的TFLN波导损耗与约20 mdB的相应电光开关损耗配对
• Xanadu表示开关已准备好投入量产
重要性
• 光子量子比特无法通过传统方式放大,因此光学损耗会在路径中的每个开关处累积
• 据公司称,较低的开关损耗减少了扩展规模所需的硬件冗余和激光功率
• Xanadu还指出了超低损耗光子学在数据中心的可能用途
未披露信息
• 开关架构、工作波长、切换速度和消光比
• 新工艺的波导损耗、晶圆尺寸和晶圆厂位置
• 测量器件数量和具体良率;未引用论文或预印本

分析

损耗是Xanadu基于测量的光子架构中的核心工程约束,该公司一直在逐个组件地攻克这一难题。2026年6月,Xanadu报告称平均光纤到芯片边缘耦合损耗为每端面0.085 dB。该公司正与GlobalFoundries合作,将超低损耗氮化硅光子学和超导纳米线单光子探测器转移到纽约马耳他的一条300毫米生产线上,并与Tower Semiconductor合作进行硅光子制造。TFLN开关结果填补了该损耗预算中有源路由部分的空白。作为参考,0.085 dB等于85 mdB,因此单个封装端面损失的光仍约为新开关的12倍。由于分贝损耗是串联累加的,光子通过100个7 mdB的开关将产生0.7 dB的开关损耗,约损失15%的光子;而在2025年的数据下,损耗为2 dB,约损失37%。这是Converge Digest的计算示例;Xanadu尚未披露在其计划系统中光子会经过多少个开关。

铌酸锂的电光效应使其成为快速、低损耗开关的天然材料,光子量子计算机需要根据测量结果重新路由光子。HyperLight的TFLN Chiplet平台主要开发用于AI数据中心和电信调制器,包括每通道400G和448G的IMDD发射机PIC。该公司在2026年6月完成了由联发科领投的8000万美元C轮融资,并与联华电子(UMC)和Wavetek建立了6英寸和8英寸TFLN晶圆生产的代工厂合作伙伴关系。Xanadu实际上是利用为数据通信光学器件建立的制造能力,HyperLight首席执行官张勉(Mian Zhang)表示,正是为AI数据中心和电信网络提供动力的同一平台实现了7 mdB的结果。Xanadu于2025年1月推出的Aurora系统已经使用了HyperLight的TFLN平台。

该公告留下了一些对评估至关重要的空白。Xanadu未说明7 mdB的数据是直接在各独立开关上测量的,还是像描述2025年数据那样从波导损耗推导出来的,也未给出开关速度或消光比,这两者通常与损耗相互权衡。竞争性的光子方法使用不同的开关材料。例如,PsiQuantum曾描述其量子系统中使用的64×64钛酸钡(BTO)开关,但Xanadu关于“比最接近竞争对手低10倍”的说法既未指名竞争对手,也未指明公布的结果,因此无法核实该比较。Xanadu关于准备量产的说法是公司预测,而非已报告的生产里程碑,该公司也未提供产量、时间表或将首先使用新开关的系统。

公司简介:Xanadu Quantum Technologies
概述
• Xanadu Quantum Technologies Limited,总部位于加拿大多伦多;成立于2016年
• 创始人兼首席执行官:Christian Weedbrook博士
• 构建旨在室温下运行的容错光子量子计算机;开发开源PennyLane量子软件平台
• 自2026年3月27日与Crane Harbor Acquisition Corp.完成业务合并后,以代码XNDU在纳斯达克和多伦多证券交易所上市
里程碑
• 2025年1月:Aurone,一种模块化联网系统,包含12个量子比特、35个光子芯片和四个机架中的13公里光纤
• 2025年7月:与HyperLight合作实现约20 mdB的TFLN开关损耗
• 2026年6月:平均每端面0.085 dB的边缘耦合损耗
• 2026年8月:获得加拿大联邦政府1.95亿加元支持,用于在多伦多的Inception光子制造设施
• 2026年10月:与GlobalFoundries达成300毫米SiN光子学和SNSPD合作伙伴关系
• 2026年11月:与HyperLight合作实现7 mdB的TFLN开关损耗
合作伙伴:HYPERLIGHT
• HyperLight Corporation,总部位于马萨诸塞州剑桥市;首席执行官张勉(Mian Zhang);私营企业
• 用于IMDD和相干发射机PIC及封装电光调制器的TFLN Chiplet平台
• 2026年6月完成由联发科领投的8000万美元C轮融资;与联华电子(UMC)和Wavetek建立高容量代工厂合作伙伴关系
网站
• xanadu.ai • hyperlightcorp.com

我们正在跟踪Xanadu在容错光子量子计算方面的进展,从低损耗组件到批量制造。请参阅Converge Digest关于Xanadu的报道。

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