2026年3月20日--法國矽基量子運算領航者 Quobly,今日於丹佛舉行的美國物理學會(APS)三月會議上發表多項研究貢獻。Quobly 致力於利用先進半導體技術開發工業級量子處理器,其核心技術為「矽自旋量子位元」(Silicon Spin Qubits)。不同於多數仍處於實驗室階段的量子平台,Quobly 的路徑直接採用專為大規模晶片生產設計的工業級 CMOS 半導體製造技術。
本次於 APS 展示的成果反映了實現矽量子運算規模化所需的各個技術層級,包括:半導體元件、量子位元校準與控制、現實環境下的處理器模擬,以及量子錯誤修正研究。
Quobly 開發的量子處理器是基於 300 毫米(12 吋)晶圓FD-SOI技術製造。這種方式使其能與現有的商業化大規模半導體製造製程完全相容。
「要擴展量子運算規模,需要整個技術架構的全面突破,從半導體元件到控制、模擬與錯誤修正。」Quobly 共同創辦人暨首席科學官 Tristan Meunier 表示:「我們的方法立足於每年產出數十億顆晶片的半導體技術,這為工業級量子處理器提供了一條務實的轉型路徑。我們的發展目標是在 2032 年將系統擴展至數百萬個量子位元,並與未來的高效能運算(HPC)及數據中心基礎設施整合。」
工業化矽平台:自旋量子位元與控制電晶體
多項研究重點聚焦於 300 毫米 FD-SOI 晶圓上矽自旋量子位元的運作與特性描述。這構成了 Quobly 與 意法半導體(STMicroelectronics) 共同開發的 QSOI® 技術基礎。這種工業半導體方法不僅能實現高效能自旋量子位元,還能將控制電晶體整合在同一顆晶片上,支持可擴展的量子處理器架構。
研究內容包括FD-SOI 量子元件在極低溫(Cryogenic)下的運作。少電子狀態下量子點(Quantum Dots)的行為。利用工業 CMOS 製程製造元件的晶圓級特性分析。透過「庫倫鑽石」(Coulomb-diamond)量測自動提取元件參數,實現跨大量元件的統計分析等。
這些研究成果深入剖析了利用工業半導體製造製程所生產的矽自旋量子位元,在可重複性(Reproducibility)與可擴展性(Scalability)上的表現;這是邁向大規模量子處理器不可或缺的關鍵一步。
自動化與校準:邁向大規模系統
針對量子運算的重大工程挑戰——大量量子位元的校準與控制,Quobly 研究人員正在開發基於圖論(Graph-based)的校準方法。該方法旨在自動識別量子位元的運行區間並加速元件調試,這對於操作未來擁有數百萬量子位元的處理器至關重要。
處理器模擬與基準測試:SpinPulse 開源軟體
除了硬體開發,Quobly 同步構建了模擬與基準測試工具,包括SpinPulse,這是一款矽自旋量子位元的「數位分身」(Digital Twin),可進行精確的雜訊模擬、脈衝級編譯工作流及電路基準測試。該框架整合了張量網絡(Tensor-network)技術,支持量子相位估計(QPE)等大規模算法模擬,廣泛應用於量子化學領域。SpinPulse 框架的詳細研究內容已於近期發表的預印本論文中說明(arxiv.org/pdf/2601.10435),並已作為開源軟體庫正式發布(quobly-sw.github.io/SpinPulse/)。
邁向可擴展的量子容錯處理器
綜觀上述進展,這些研究成果展現了 Quobly 在矽量子運算上的系統級研發路徑,其範圍橫跨了半導體元件物理、量子位元控制與校準、現實環境下的處理器模擬,以及量子錯誤修正(QEC)研究。
這些技術突破為開發「量子容錯架構(Fault-tolerant Quantum Architectures)」奠定了基礎。在該架構下,量子錯誤修正技術能確保在大量物理量子位元上進行可靠的運算。
Quobly 的產品開發藍圖目標是在 2032 年實現可擴展至數百萬個量子位元的處理器。這些處理器將利用既有的工業級半導體基礎設施製造,並設計用於未來的高效能運算(HPC)與數據中心環境,以支持如路徑優化與科學模擬等需要高度容錯的應用。
這種開發策略突顯了在半導體生態系內發展的矽量子技術,將能實現未來科學與工業應用的可擴展量子處理器。
Quobly 的產品路線圖計畫在 2032 年達到數百萬量子位元的規模。透過工業半導體基礎設施製造,這些處理器將支持科學模擬與優化等**容錯(Fault-tolerant)**應用。這證明了深植於半導體生態系的矽量子技術,是實現未來大規模量子應用最具潛力的路徑。
Quobly 於 APS 三月會議發表的內容清單
工業化矽自旋量子元件
• Tangui Aladjidi - FD-SOI 量子元件的低溫運作。
• Bruna Cardoso Paz - 工業 CMOS 量子元件中量子點的 300 毫米晶圓級特性描述。
• Elise Prin - 用於矽量子元件晶圓級特性分析的庫倫鑽石分析法。
自動化與校準
• Daniel Solis - 基於圖論的矽自旋量子位元控制校準。
模擬與基準測試
• Valentin Savin - 用於自旋量子電腦轉譯與雜訊精確模擬的 SpinPulse 函式庫。
• Carlos Ramos Marimon - 量子相位估計(QPE)工具箱。
關於 Quobly
Quobly 是量子微電子領域的領導者,專注於運用成熟的半導體製程打造矽基量子晶片。公司成立於 2022 年,位於法國 Grenoble,起源於 CEA-Leti 與 CNRS 超過 15 年的合作研究,融合量子物理與微電子技術的深厚專業。共同創辦人 Maud Vinet是量子物理博士,撰寫逾 300 篇論文、持有 70 多項專利,與 Tristan Meunier,曾於諾貝爾獎得主 Serge Haroche 門下研究,兩位共同帶領團隊推動可量產、可擴展的量子運算技術。
Quobly 與 STMicroelectronics 建立策略合作,加速矽基量子晶片的量產化。2023 年,Quobly 成功募資 1,900 萬歐元,創下歐洲量子硬體新創最大種子輪;2025 年再募得 2,100 萬歐元,用於推動 Q100T 計畫,邁向具備容錯能力的量子運算。關注LinkedIn,