一家快速成长的英国初创公司正在量子光子学领域大步向前。位于剑桥的公司Nu Quantum正在制造能够发射和检测光的量子粒子（称为单光子）的设备。有了新获得的210万英镑（合271万美元）的种子投资，这些设备有一天可以成为复杂的量子光子系统的基础，其应用范围从量子通信到量子计算。

该公司正在开发高性能的发光和光检测组件，这些组件可以在单光子级和环境温度下运行，并且正在基于量子光学，半导体光子学和信息论相结合的基础上开展业务。在卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）进行了八年研究后，从剑桥大学毕业。

Nu Quantum首席执行官Carmen Palacios-Berraquero告诉ZDNet：“任何量子光子系统都将从单光子源开始，到单光子检测器结束。”

“这些技术是不同的东西，但是我们将它们作为系统的两个末端结合在一起。能够可控地做到这一点是我们的主要重点。”

正如Palacios-Berraquero所强调的那样，即使生成单个光量子粒子在技术上也非常需要。

实际上，即使是目前存在的由Google和IBM等公司设计的量子计算机，也都依赖于物质的量子状态，而不是光。换句话说，在那些技术巨头的设备中可以找到的超导量子位依赖于电子，而不是光子。

然而，众所周知，当前的量子计算机中发现的超导量子位非常不稳定。该设备必须在比深空发现的温度低的温度下工作才能起作用，因为热振动会导致量子位从其量子态下降。除了不切实际之外，这还意味着扩大计算机中的量子比特数量是一个巨大的挑战。

光子量子计算机可能比其基于物质的同类计算机具有巨大优势。光子不易与周围环境发生相互作用，这意味着它们可以将其量子态保持更长的距离和更长的距离。理论上，光子量子计算机可以在室温下运行-因此，扩展速度要快得多。

Palacios-Berraquero解释说，整个挑战来自创造第一个量子光子。“能够一次发射一个光子是一项开创性的成就。实际上，它已经成为量子光学的圣杯。”

“但是我致力于为我的博士生产生单光子。这就是我带来的IP。”

Carmen Palacios-Berraquero和Nu Quantum团队刚刚获得210万英镑（271万美元）的种子投资。

结合纳米级半导体制造领域的改进技术，Palacios-Berraquero和她的团队开始着手解决单光子产生问题。

Nu Quantum的产品以两个小盒子的形式出现：第一个盒子产生可用于构建各种应用的量子系统的单个光子，另一个则测量第一个盒子发出的量子信号。该技术由初创公司首席执行官维持，使量子技术更接近于商业化和采用。

Palacios-Berraquero解释说：“在单个光子的源和检测器之间，可能发生许多事情，从最简单到最复杂。” “最复杂的一台是光子量子计算机，其中一侧有数千个光子，另一侧有数千个检测器。在中间，当然，您有门和纠缠，……，还有，以及但这是最复杂的例子。”

光子量子计算机仍然是初创公司首席执行官的长期目标。Nu Quantum已经在与英国国家物理实验室进行商业合作的一个更简单的应用是量子随机数生成，该技术可以显着提高用于保护数据的加密密钥的安全性。

由于采用了经典算法，因此生成了当前用于加密两方之间交换的数据的密钥。经典计算是确定性的：给定的输入将始终产生相同的输出，这意味着从根本上讲不可能完全随机。结果，经典算法在一定程度上是可预测的。在密码术中，这意味着只要有足够的计算能力，就可以相当容易地破解安全密钥。

与量子无关。量子光子的基本特性是它们的行为随机：例如，如果单个光子沿着一条以两种方式分开的路径发送，则无法确定地知道粒子将选择通过哪种方式。

因此，Nu Quantum与国家物理实验室一起开发的技术包括一个单光子源，两个检测器以及连接这三个设备的双向路径。Palacios-Berraquero说：“如果我们说右边的探测器是1，左边的探测器是0，那么最终得到的是一串完全随机的数字。”

“随机性越强，密钥越不可预测，并且加密越安全。”

Nu Quantum现在致力于将量子随机数生成商业化，但是目标是建立随着技术的进步而变得越来越复杂的系统。Palacios-Berraquero预计在四到五年内，该公司将能够开始专注于下一步。

她希望，有一天，Nu Quantum的设备可用于连接量子互联网中的量子设备-美国，欧盟和中国的科学家们设想了一个长达十年的项目，该项目将利用量子力学定律从字面上看将一些量子信息从一个量子设备传送到另一个量子设备。这样做可能需要生成单个光子，并在发送者和接收者之间分配它们，因为光粒子具有传播更长距离的能力。

在短期内，这家初创公司将专注于投资刚刚筹集的种子资金。崭露头角的是一个全新的实验室，并将其总部设在剑桥，将团队的规模扩大了三倍，为科学家，产品团队成员和业务部门提供了招聘机会。