Xanadu，上都，得名于英國詩人薩繆爾·柯勒律治（Samuel Coleridge）想象中由忽必烈營造的東方都市，是詩人的夢境，是烏托邦，是現(xiàn)實中不存在的心靈花園。1965年，泰德·尼爾森（Ted Nelson）將他心中的上都映射到一個全球性的超文本項目上，該項目旨在通過讓所有人接觸到所有信息，消除科學上的無知、治愈政治上的誤解，泰德將其命名為“上都計劃”（Project Xanadu）。

即使這一計劃在跳票了50年后才終于發(fā)布了一個極具雛形的版本，且晚于萬維網(wǎng)之父蒂姆·伯納斯·李（Tim Berners-Lee）于1991年發(fā)布的超文本傳輸協(xié)議（HyperText Transfer Protocol，HTTP），使后者成為了當今互聯(lián)網(wǎng)建設的基礎；上都計劃的更大意義卻在于提供了一種超越時代的信息組織形式，以及對于全知識體系的終極追求。正如泰德所言：“計算機的目的是使人自由?！?/p>

2016年，一家專注于光量子計算機研發(fā)的創(chuàng)業(yè)公司在加拿大成立，同取Xanadu為名，現(xiàn)已成為全球前列的量子硬件和軟件公司之一。這家公司還領導了量子機器學習和應用程序開發(fā)的開源軟件庫“Penny lane”的開發(fā)。

Xanadu以“建造人人皆可用的量子計算機”為宗旨，與尼爾森當年構建超文本的初心異曲同工。Xanadu在努力讓這一夢想成為現(xiàn)實，并要做第一批實現(xiàn)這一目標的玩家。

放棄整機制造，押注光量子芯片

Xanadu的創(chuàng)始人兼CEO克里斯蒂安·韋德布魯克（Christian Weedbrook）是昆士蘭大學物理學博士，麻省理工學院（MIT）和多倫多大學博士后，專注研究量子物理學。他在研究過程中發(fā)現(xiàn)，激光粒子能夠在極小的芯片上產(chǎn)生量子效應，可極快的完成復雜計算，有可能解決目前的計算瓶頸。于是他邀請自己的博士后導師，麻省理工學院教授、量子計算先驅之一的塞斯·勞埃德（Seth Lloyd）擔任公司的首席科學顧問，共同開發(fā)基于光子學的量子計算產(chǎn)品。公司的核心技術路線也正是基于二人的研究成果。

比起其它從大學實驗室孵化出來的項目，Xanadu更諳商業(yè)之道，在硬件研發(fā)方面Xanadu就采用了比同行加取巧的戰(zhàn)略。不同于谷歌、IBM、D-Wave等聚焦研發(fā)量子計算機整機，Xanadu的路線是設計量子硅光子芯片，并集成到現(xiàn)有的硬件設備中，以更快實現(xiàn)全棧式量子計算。2021年3月，Xanadu推出了X8光量子處理單元，這是一款可編程、可擴展的光量子芯片，能夠執(zhí)行多種算法。

X8的光量子處理單元原理是將來自激光脈沖的經(jīng)典光子，轉化為一種被稱為壓縮態(tài)的非經(jīng)典光子態(tài)，在一個可編程的干涉儀對壓縮態(tài)進行操作后，光子離開芯片，由外部探測器進行讀出，從而實現(xiàn)計算。基于光子的量子計算相比于基于磷原子的量子計算具有許多優(yōu)勢，比如光子非常穩(wěn)定，幾乎不受熱量和噪聲的影響，因此可以在室溫下運行，這也意味著其可集成到現(xiàn)有的基于光纖的電信基礎架構中，更容易實現(xiàn)擴展，也可以有效降低運營成本。

此外，在商業(yè)模式方面，公司也將可即刻向客戶提供量子模擬計算的服務產(chǎn)品放在與硬件產(chǎn)品同樣重要的位置，如量子計算云平臺、量子編程語言庫等，使其在生產(chǎn)出商用化的量子計算硬件之前，就能有機會提前實現(xiàn)商業(yè)變現(xiàn)。

機器學習+量子計算，解鎖混合計算新玩法

早在2018年，Xanadu便率先將機器學習和量子計算結合在一起，其推出的Strawberry Fields軟件庫是第一個將量子軟件納入機器學習庫Tensor Flow的內置模擬器，它能夠使用現(xiàn)有的機器學習工具，快速進行原型設計和量子電路的優(yōu)化。

意識到機器學習的算法同樣重要，Xanadu此后又推出號稱全球首個量子計算專用開源機器學習軟件庫——Penny Lane，這比谷歌推出TensorFlow Quantum早了一年。Penny Lane面向全世界的程序員、研究人員和愛好者免費開源，并可以通過API接口與幾乎所有主流量子設備連接。

值得一提的是，Xanadu認識到了機器學習算法對于量子計算擴展的重要性，在Penny Lane中嵌入了迄今最成功的神經(jīng)網(wǎng)絡算法：誤差逆?zhèn)鞑ニ惴?/strong>。這使得該系統(tǒng)可與量子計算硬件的實時無縫整合，它并且不局限于Xanadu自己的產(chǎn)品，可用一種與硬件無關的方式與不同公司的量子計算機（如IBM）實現(xiàn)交互，它甚至可以將來自不同硬件的量子程序結合在一起，形成一個更強大的混合計算。2020年底，Xanadu又與亞馬遜展開合作，將Penny Lane集成在亞馬遜的量子計算服務平臺Amazon Braket中，將經(jīng)典的機器學習庫與量子硬件和模擬器無縫結合，使用戶能夠以訓練神經(jīng)網(wǎng)絡的方式來訓練量子算法。

Xanadu的商業(yè)化路徑在很大程度上得到了市場認可，截至目前，公司共已融得4100萬美元，其中2018年5月由加拿大知名養(yǎng)老基金OMERS Ventures領投約750萬美元種子輪，1年后再度加碼領投A輪約2700萬美元。其他投資者還包括Georgian Partners、Radical Ventures、Real Ventures和BDC Capital以及美國億萬富翁Tim Draper。近期更有消息稱，美國風險投資巨頭Bessemer Venture Partners已簽署協(xié)議，將領投Xanadu的1億美元新一輪融資，若交易屬實，這將成為量子計算領域繼IonQ（6.5億美元）、PsiQuantum（2.15億美元）之后的第三大單筆融資，Xanadu投后估值將達到4億美元。

與此同時，Xanadu也廣泛與學界和商界伙伴建立合作，以驗證其量子計算產(chǎn)品。2019年8月， Xanadu發(fā)布與BMO金融集團和豐業(yè)銀行合作開發(fā)的一款應用于金融領域的新型量子算法，名為量子蒙特卡洛（Quantum Monte Carlo），將傳統(tǒng)蒙特卡洛模型轉化為量子算法，用于更加快速和精準的衍生品定價。BMO金融集團和豐業(yè)銀行已經(jīng)開始使用該算法來加速計算效率并提高準確性。2020年9月，包括Creative Destruction Labs，Scotia Bank，BMO和Oak Ridge國家實驗室在內的商業(yè)機構和研究機構開始接入Xanadu的量子云計算平臺，開發(fā)和測試應用于金融、化學、國防等多個行業(yè)的量子應用。

?

未來，Xanadu將繼續(xù)專注于光量子計算芯片的研發(fā)，計劃于2021年底前交付一個接近100個量子比特的計算芯片，并在10年內達到100萬量子比特，徹底提升環(huán)境、醫(yī)學、金融等多個行業(yè)的計算效率。期待Xanadu如愿建成人人皆可用的量子計算機，將新一代的“上都計劃”帶入現(xiàn)實。

文：Chelsea

編輯：王珩?

標簽：