
欧洲在量子制造主权领域迈出关键一步:Q-PLANET项目已正式启动实际硬件组件的生产。该项目的变革性意义不仅在于其5000万欧元(约5600万美元)的预算或28家合作伙伴组成的联盟,更在于其计划发布开源工艺设计套件(PDK)。此举旨在让初创公司和大学实验室无需洁净室即可设计中性原子量子组件。
Pasqal在2026年10月6日的新闻稿中确认了联盟的建设进展。此时距离该项目在布鲁塞尔正式启动已过去三个月。
从雄心转向执行
在7月8日至9日于布鲁塞尔启动三个月后,Pasqal(纳斯达克代码:PSQL)确认Q-PLANET已从规划阶段进入积极的组件开发阶段。“在我们布鲁塞尔启动三个月后,Q-PLANET已从雄心转向执行,”Pasqal首席技术官Loïc Henriet表示。
Q-PLANET(用于生产先进中性原子欧洲技术芯片的量子试点生产线)是由欧盟芯片联合企业(Chips JU)以及11个成员国的国家和区域当局共同资助的六个欧洲量子芯片稳定性试点生产线之一。
构建工业级量子组件
该倡议并非直接建造量子计算机,而是制造此前几乎完全在研究实验室中手工制作的工业级组件:精密激光源、微加工原子芯片和蒸汽池。Q-PLANET旨在解决从定制实验室组装向大规模制造转变过程中,缺乏标准化制造控制回路和校准基准的问题。
片上激光系统:联盟正在制造集成激光源和放大器,涵盖四种对中性原子量子比特操作至关重要的波长:461纳米(锶第一阶段冷却)、698纳米(锶钟跃迁,用于量子比特操纵)、795纳米(铷D1线和传感应用)以及1013纳米(锶/镱近红外,用于态制备)。Pasqal领导1013纳米基于芯片的激光工作,并将795纳米和1013纳米组件集成到其商业量子处理单元(QPU)中。
先进原子芯片:项目正在设计用于原子约束的微加工平面芯片,以减少可扩展QPU架构的物理足迹和功耗。时空实验室(SYRTE)领导原子芯片工作组;阿尔伯特·费尔特实验室设有第二个生产中心;Thales提供设计、测试、代工能力,并主办第三个封装和测试中心。
微加工蒸汽池:这些组件用于原子钟和高精度场传感器,将Q-PLANET的影响范围从计算扩展至量子传感和安全通信。
开源PDK:改变格局的关键
Q-PLANET最具战略意义的元素是发布开源工艺设计套件(PDK)和装配设计套件(ADK)的计划。在传统半导体行业,PDK是无晶圆厂模式的基础设施,使设计师能在无需运营工厂的情况下创建和模拟设计。SkyWater于2020年发布的开源PDK(如SKY130)已允许大学和初创公司在无洁净室访问权限的情况下流片真实硅芯片。
Q-PLANET旨在在中性原子量子硬件领域复制这一动态。若针对片上激光系统、原子芯片和蒸汽池的开源PDK得到验证并发布,任何欧洲工程团队都将能够设计量子硬件组件并发送给合作伙伴代工厂,无需自建原子物理基础设施。米兰理工大学表示,还将建立设计和组装标准,以促进初创企业和中小企业进入该领域。
然而,量子PDK面临更大挑战。它必须同时编码几何可制造性、电磁行为、量子动力学、材料损耗和退相干噪声,这是一个比经典半导体更复杂的设计空间。OrangeQS专家指出,量子PDK还需包括工艺控制套件,以解决大规模直接观察量子器件性能的困难。PDK能否在既定时间表内实现仍有待验证。
分布式跨境代工厂网络
联盟通过在专业中心之间分配制造责任,建立供应链韧性:
- 丹麦技术大学(DTU):利用纳米实验室洁净室,充当461纳米和795纳米激光波段被动光学元件代工厂。
- 芬兰VTT技术研究中心:领导包装活动,作为1013纳米氮化硅被动光学元件代工厂和测试伙伴,并与DTU共同主持模块化后端试点生产线。
- TopGaN和波兰科学院高压物理研究所:管理461纳米蓝光线的氮化镓发射器设计、表征和加工。
- III-V Lab:为795纳米和1013纳米架构提供并行设计和代工支持。
- 意大利国家计量研究所(INRiM):领导所有四个波长的噪声和线宽验证测试。
- iQrypto:构建标准化的Linux API和中间件层,为高速电子调制器和FPGA驱动脉冲控制器提供统一软件接口。
- 西班牙ICFO:作为量子技术提供商和关键测试站点,参与组件验证。
集成组件将在Pasqal的商业中性原子QPU、斯图加特大学的QRydDemo演示器以及Welinq的量子存储节点上进行验证。项目旨在三年内将技术成熟度从TRL 4(实验室验证)提升至TRL 6(相关环境演示)。
中性原子量子计算原理
中性原子量子处理器(如Pasqal、QuEra和Atom Computing构建的类型)使用称为光镊的紧密聚焦激光束捕获单个原子(通常为铷-87、锶-87或镱-171)。量子比特状态编码在原子的两个超精细基态能级中。双量子比特逻辑门通过“里德堡阻塞”执行:原子被激发到里德堡态,利用相邻原子间的强范德华力实现受控非等效门。
相比超导量子比特和离子阱系统,中性原子的优势在于:原子天然相同(无制造引起的变化)、连接性可重构、相干时间长(某些平台可达40秒)。加州理工学院于2025年9月展示了包含6,100个原子的光镊阵列。Q-PLANET的片上激光工作旨在替换庞大的自由空间光学器件,使QPU更适合数据中心部署。
Pasqal的商业背景
此公告发布于Pasqal完成与Bleichroeder Acquisition Corp. II业务合并六周后。股东于2026年8月25日批准合并,Pasqal股票于2026年8月28日在纳斯达克开始交易(代码:PSQL/PSQLW)。交易使公司拥有约3.6亿美元现金,成为成立时现金头寸最大的欧洲量子计算公司。
Pasqal由2022年诺贝尔物理学奖得主阿兰·阿斯佩联合创立,已向欧洲高性能计算中心交付三台QPU。该公司2025年收入1650万欧元(约1850万美元),但仍处于亏损状态。其战略包括商业化当前QPU产品、推进容错系统,并通过Q-PLANET构建欧洲供应链基础设施。
欧洲量子竞争格局
2026年,欧洲仅吸引全球约5%的私人量子投资,超过50%流向美国。欧洲量子产业联盟警告,若无更强国内制造能力,欧洲将继续依赖非欧洲供应商。预计2026年下半年提出的《欧盟量子法案》旨在通过立法解决资金缺口和供应链脆弱性问题。
Q-PLANET是Chips JU推出的六个量子芯片试点生产线之一,覆盖超导、光子、离子阱、半导体、金刚石和中性原子等不同硬件模式。欧盟委员会2025年7月发布的《量子欧洲战略》目标是在2030年前实现约100个纠错量子比特,2035年实现数千个。Q-PLANET等试点生产线是缩小目标与当前能力差距的关键机制。
风险与挑战
PDK的发布是该倡议最大且最不确定的赌注。量子硬件尚不稳定,退相干噪声和门保真度在不同制造运行中变化较大,难以标准化。联盟能否发布让外部用户信赖的开源PDK,将是检验试点生产线模型有效性的关键测试。
Q-PLANET第二阶段预计在初始三年计划之外,侧重于扩大用户采用和技术成熟。这一轨迹是否持续,取决于联盟能否在2029年左右提供经过验证的可重复组件,以及开源框架能否吸引更广泛的生态系统参与。
常见问题
什么是量子工艺设计套件(PDK),为何重要?
PDK是编码代工厂制造参数的软件包,使设计师能在不运营晶圆厂的情况下模拟电路。Q-PLANET计划发布中性原子量子组件的开源PDK和ADK,旨在降低量子硬件设计门槛,将设计能力从少数实验室扩展至更广泛的学术和初创生态系统,类似半导体行业的无晶圆厂模式变革。
为何需要四种特定波长的激光源?
中性原子QPU使用光镊捕获原子并操纵其量子态。461纳米、698纳米、795纳米和1013纳米对应锶和铷原子中的特定电子跃迁(冷却、操纵、读出)。不同波长需要不同的激光架构和材料平台(如氮化镓用于蓝光,氮化硅用于长波长),因此需要多合作伙伴联盟覆盖整个技术堆栈。
Q-PLANET如何融入欧洲量子战略?
Q-PLANET是欧盟芯片联合企业资助的六个量子芯片试点生产线之一,针对中性原子硬件模式。它是欧洲将科学领导力转化为工业制造能力的响应,旨在解决激光组件、原子芯片等供应链差距,支持《欧洲量子战略》中2030年和2035年的量子计算目标。
Pasqal在Q-PLANET中的角色与其商业业务有何不同?
Pasqal协调Q-PLANET并领导1013纳米激光源技术工作,同时作为组件的最终用户,在其商业QPU上测试验证。这种双重角色确保组件满足实际需求。Pasqal的商业业务包括全球部署的七台QPU、纳斯达克上市及约3.6亿美元现金储备。