光量子计算双雄：谁在用光造下一代计算机？

为什么两家公司要用光子做量子比特？这条路和谷歌、IBM的超导路线有何不同？

这是量子计算系列第二篇。第一篇我们聊过超导和离子阱，这次聚焦光量子——用光束传递量子信息的技术路线。多伦多Xanadu和加州PsiQuantum是这条赛道的代表，前者计划2026年一季度通过SPAC在纳斯达克上市，估值36亿美元；后者2025年底刚完成10亿美元E轮融资，估值70亿美元。

人物动作

Xanadu创始人Christian Weedbrook的打法很独特：先做光量子计算机，再用它搞AI。

2024年6月，Xanadu发布Borealis量子处理器，首次实现量子计算优越性——在特定任务上超越经典计算机。这不是实验室玩具，而是面向云端用户的商用系统。

Weedbrook的路线图分三步：第一步用光量子处理器证明可行性，第二步扩展到数百逻辑量子比特，第三步与AI结合。2025年，Xanadu推出开源框架PennyLane的量子机器学习模块，让开发者能在真实量子硬件上训练神经网络。

「光子的优势在于室温运行，」Weedbrook在2024年量子技术峰会上说，「我们不需要稀释制冷机，这意味着更低的运营成本和更快的迭代速度。」

PsiQuantum创始人Jeremy O'Brien则走了另一条路：不做小步快跑，直接押注百万级物理量子比特的系统。

O'Brien的背景是光量子芯片——他在英国布里斯托大学时就研究硅基光子学。2016年创立PsiQuantum后，他一直坚持一个判断：只有达到百万级物理量子比特，量子计算才能在药物发现、气候模拟等领域产生实用价值。

2025年10亿美元的E轮融资，投资方包括贝莱德、Baillie Gifford和澳大利亚政府。这笔钱指向一个明确目标：在澳大利亚布里斯班附近建设首座商用级量子计算设施，预计2027年投入运营。

「容错量子计算需要至少100万个物理量子比特，」O'Brien在2025年融资声明中说，「这不是渐进式改进能解决的，必须从架构层面重新设计。」

技术逻辑

两家公司都用光子做量子比特，但实现方式截然不同。

Xanadu采用 squeezing（压缩态）光子。这种技术利用光的量子噪声特性，将不确定性压缩到特定维度，从而在另一维度获得更高的信息密度。Borealis处理器使用216个压缩态模式，通过可编程干涉仪网络实现量子计算。

关键突破是「高斯玻色采样」任务——一种特定计算问题，经典计算机需要指数级时间求解，而光量子系统可在多项式时间内完成。2024年的实验显示，Borealis在200个模式规模下，经典模拟需要消耗超级计算机数年算力。

PsiQuantum选择「单光子」路线。每个光子携带一个量子比特，通过硅基光子芯片上的波导和分束器实现逻辑操作。这种架构的优势是可扩展性——芯片制造工艺与现有半导体产线兼容。

O'Brien团队的核心创新是「融合测量」（fusion-based quantum computing）。传统光量子计算需要实时反馈和复杂的光开关网络，而融合测量将计算过程解耦为独立的光子源模块和检测模块，大幅降低系统复杂度。

2024年，PsiQuantum与GlobalFoundries合作，在300毫米晶圆上验证了单光子探测器和波导的制造工艺。这意味着光量子芯片可以借用成熟的半导体供应链。

商业路径

Xanadu的商业模式是「量子即服务」+ AI工具链。

用户通过云端访问Borealis处理器，按用量付费。同时，PennyLane框架支持在量子硬件和经典模拟器之间无缝切换，降低开发门槛。2025年，Xanadu与Nvidia合作，将量子电路模拟集成到CUDA Quantum平台，瞄准混合量子-经典计算场景。

SPAC上市计划透露更多财务细节：2024年营收约1200万美元，主要来自政府研究合同和企业试点项目。预计2027年实现盈亏平衡，前提是逻辑量子比特规模达到1000个以上。

PsiQuantum的商业模式更激进：直接卖算力。

布里斯班设施的设计目标是提供「容错量子计算小时」——客户按计算时间付费，而非量子比特数量。首批客户已锁定：与Roche合作药物分子模拟，与Baker Hughes合作材料科学。

这种模式的赌注在于，PsiQuantum认为2027-2028年将迎来「量子实用化」拐点——特定问题的量子计算成本首次低于经典计算。如果判断正确，先发设施将形成网络效应；如果延迟，数十亿美元的基础设施可能成为沉没成本。

路线分歧

两家公司的技术选择反映了光量子领域的深层张力。

Xanadu追求「近期实用性」。压缩态光子的生成和操控相对成熟，系统可在室温下运行，适合快速迭代和云端部署。但挑战在于：高斯玻色采样等特定任务的实用性有限，扩展到通用量子计算需要突破逻辑量子比特纠错。

2024年，Xanadu展示8个逻辑量子比特的纠错原型，错误率约1%。目标2026年达到100个逻辑量子比特，错误率降至0.1%以下。

PsiQuantum押注「长期颠覆性」。单光子架构理论上可扩展至百万级，但需要极低的传输损耗（<0.1 dB/km）和高效的单光子源（>99%不可区分性）。目前硅基波导损耗约0.5 dB/cm，距离实用仍有数量级差距。

O'Brien的回应是系统工程：通过低温集成（4K环境运行探测器）和冗余编码弥补物理缺陷。2025年，PsiQuantum演示了基于表面码的纠错逻辑，物理量子比特到逻辑量子比特的转换效率约1000:1——即100万个物理量子比特可提取约1000个逻辑量子比特。

行业影响

光量子的崛起正在改变量子计算的竞争格局。

对谷歌、IBM的超导路线而言，光量子的室温运行和云端友好性是直接威胁。超导系统需要稀释制冷机（成本约50万美元/台），维护复杂，难以大规模部署。2024年，IBM推出模块化量子系统，试图降低部署门槛，但物理限制仍在。

对离子阱（IonQ、Quantinuum）而言，光量子的可扩展性更具挑战性。离子阱的量子比特保真度最高（>99.9%），但串扰和扩展难度限制了规模。光量子通过波导集成规避了这些问题，但牺牲了单比特操控精度。

更深远的影响在于供应链。光量子与半导体制造的兼容性，意味着可以借用台积电、GlobalFoundries的产能。PsiQuantum与GlobalFoundries的合作是信号：量子计算可能遵循摩尔定律的演进路径，而非依赖全新的工业体系。

2025年，美国《芯片与科学法案》将光量子列为优先资助方向，能源部拨款2.5亿美元建设光量子制造中心。欧盟量子旗舰计划同期追加1.8亿欧元，支持硅基光子量子技术。

实用指向

如果你是开发者，现在可以做什么？

Xanadu的PennyLane框架已支持免费访问模拟器和有限的硬件时间，适合学习量子机器学习。PsiQuantum尚未开放云服务，但发布了开源编译器工具链，可模拟百万级量子比特的纠错逻辑。

如果你是投资者，关注两个指标：Xanadu的SPAC估值能否支撑到逻辑量子比特规模化；PsiQuantum的布里斯班设施能否按时间表交付首批商用算力。

如果你是技术决策者，光量子的意义在于提供了「量子计算不上云」之外的选项——室温运行意味着可以部署在边缘数据中心，而非集中式超算中心。这对延迟敏感的应用（如实时金融风控）可能是关键差异。

光量子不是量子计算的终局，但它证明了同一条物理原理可以有完全不同的工程实现。Xanadu和PsiQuantum的分歧，本质是「先可用」与「先可扩展」的路线之争。两条路都在走，而2026-2027年的技术验证将决定哪条能先触达实用化的临界点。