两家硅光芯片公司PsiQuantum和Lightelligence新获投资

最近，两家硅光芯片公司分别获得新一轮的投资，其中PsiQuatum公司获得2.15亿美金投资，而Lightelligence公司获得2600万美金投资。相关的中文报道链接是PsiQuantum融资和Lightelligence融资。在疫情肆虐的时节，这两条新闻格外引人关注，而且这两家公司都是利用硅光芯片去实现光计算，唯一的区别是前者致力于基于光子的量子计算，而后者是基于光子的深度学习计算。下面小豆芽就根据网上收集到的信息，简单介绍下这两家公司。

1. PsiQuantum

首先看公司的名字，学过量子力学的同学都知道，Psi是量子态的常用表示符号，公司的名字很直接，表明他们就是做量子计算的。这家公司非常神秘，成立于2016年7月份，一直处于stealth mode, 没有发布任何demo, 官网也比较简单(https://psiquantum.com/)，但是目前总的融资额已经达到4.45亿美金。做一个简单对比，硅光领域比较有名的公司Luxtera, 其硅光transceiver已经量产，被收购时的金额是6.6亿美金。Bloomberg对PsiQuantum这次融资进行了长文报道。PsiQuantum的投资方包括Microsoft, Black Rock等著名机构。

PsiQuantum公司的CEO是Jeremy O'Brien, 他此前是英国Bristol大学的教授，其研究组最先在硅基光学芯片上演示了多个量子算法、量子态的调控等，是量子集成光学领域的执牛耳者。PsiQuantum宣称其正在致力于实现100万个量子比特的光量子计算机。100万个量子比特是个什么概念？目前光量子最好的水平，是中科大实现的18个量子比特纠缠。如果按照已知的技术方案产生纠缠光子，从两位数比特到100万，几乎不可能。但是PsiQuantum又获得了如此大金额的投资，肯定有些独特的技术方案。

小豆芽简单搜索了下PsiQuantum在一些会议上的报告，要么是光量子计算科普，要么是一些非常理论的工作（fault-tolerant的量子计算方案），总之非常神秘。PsiQuantum的硅光芯片是在GlobalFoundries加工，下图是一个简单的硅光量子计算的光路示意图，

（图片来自文献1）

光路中主要包括光子对的产生(上图中的四个螺旋线装波导)，基于MZI阵列的逻辑门，以及最后的单量子比特操作。这篇文献是O'Brien研究组2018年的工作，发表于Nature Photonics, 主要是实现了任意的两比特操作。

目前采用相同技术路线的公司还有一家Xanadu, 目前已经融资3560万美金。此前小豆芽做过简单介绍 硅光新应用：两家创业公司Xanadu和Voyant Photonics近期分别获得投资

2. Lightelligence

先说公司名字，顾名思义Light+Intelligence, 利用光学方法实现人工智能。Lightelligence公司成立于2017年12月，在去年四月份发布demo, 用硅光芯片实现了MINST，具体可参考这篇报道MIT初创公司发布全球首个光子AI芯片原型！独立光学计算硬件，庞大系统成功集成至常规板卡丨独家专访。

公司CEO是沈亦晨博士，毕业于MIT，其代表作"Deep Leaning with Coherent Nanophotonic Circuits", 发表于Nature Photonics, 是该领域的开山之作。正是基于此，才有了Lightelligence公司的成立。比较有趣的是，论文的第二作者Nicolas Harris成立了Lightmatter公司，也致力于光学方法实现深度学习。Lightelligence目前融资总金额是3670万美金，投资方包括经纬中国、百度风投等。而Lightmatter此前获得Google的投资，总融资额是3300万美金。

其主要技术途径是利用MZ阵列，实现矩阵乘法计算，而矩阵乘法计算是深度学习中最关键的计算任务。其光路结构如下图所示，

（图片来自文献2）

其光路由多个MZI构成，通过控制热相移器的相位，编码实现任意的幺正矩阵。当光信号经过该MZI阵列时，经过多路的干涉，信号完成了矩阵乘法运算。

简单小结一下，

1）两家公司都是通过硅光芯片实现光计算，只是应用场景略有区别。

2）光路结构非常类似，核心计算部件由级联MZI网络构成

3）创始人都是该领域的执牛耳者，技术背景深厚

4）技术路线得到了认可，都获得了著名机构的青睐，投资总金额都达到了亿人民币级别

接下来，让我们拭目以待 !

参考文献：

1. X. Qiang, et.al., "Large-scale silicon quantum photonics implementing arbitrary two-qubit processing", Nature Photonics 12, 534(2018)
2. Y. Shen, et.al., "Deep Leaning with Coherent Nanophotonic Circuits", Nature Photonics 11, 411(2017)