文 丨 恩里科 排版丨恩里科
行业动向：5000字丨15分钟阅读
##量子计算 ##量子前哨
8月31日，Xanadu在分析师日上公布了五年路线图，最被人津津乐道的是在2031年实现1000个以上逻辑比特这个目标。这家今年3月刚通过SPAC在纳斯达克与多伦多上市的光量子计算公司（代码XNDU），把未来五年每一年的技术指标都填进了一张路线图表。而这里更值得看的是另一行，叫"光子损耗"。按Xanadu的说法：1000个逻辑比特只是结果，光子损耗才是前提。
图1 Xanadu硬件路线图：损耗、逻辑错误率与逻辑比特数 图源：Xanadu 2026年8月技术路线图
这个目标离今天有多远，公司给过的数字能说明。Xanadu现有的光量子计算机Aurora有12个物理比特；3月的分析材料给过一组换算，10万个物理比特对应不超过500个逻辑比特，照此比例，1000个逻辑比特要20万物理比特的量级，是今天的一万多倍。把万倍于今天的量子比特做出来联在一起，本身还不是最难的**，难的是每一块芯片、每一段光纤都会丢光，联得越多，丢得越多**。所以路线图的第一行写的不是量子比特数，而是损耗。
读一家量子公司的路线图，往往也该这样读：量子比特数是结果，先找它自己认定的那个前置指标，再看两版路线图之间挪动了什么。
"24.1"是一个比值
24.1不是百分比。一束光在量子计算机里从光源走到探测器，要穿过一连串元件，每过一个都会丢掉一点。Xanadu挑出17个关键元件，把它们的损耗合计作为分子，把自己为纠错设定的损耗要求作为分母，两者相除就是这个比值。24.1的意思是：今天这条光路上丢的光，是要求线的24倍；降到1.0，就是实际损耗与要求线持平。
图2 3月版材料中的两条光路损耗曲线，2021至2026年 图源：Xanadu 2026年3月材料
前面说的"这条光路"有具体所指。量子计算机里的光路不止一条，3月的相关材料画的是两条，一条验证路径，一条计算路径，如图2所示，2026年前者不到10、后者约24，图中还有一条容错阈值线；8月版只保留了损耗最大、最难压下去的那一条，也就是计算路径，相当于按最坏情况计。
图3的纵轴每上一格是10倍。2023年这个比值接近100，三年降到24.1，相当于压掉了3/4；往后四年要再压掉23/24，剩下的路比走过的长得多。
图3 损耗比值逐年变化，2027年起为内部估计区间中点 图源：Xanadu 2026年8月技术路线图
Xanadu把损耗放在路线图表格的第一行，是由光量子路线的性质决定的。它的量子比特不是某个原子或电路里的状态，而是一束光本身。一束光要当量子比特，得先在它身上写下0和1，Xanadu用的写法叫GKP编码：让这束光的振幅分布呈一排等间隔的梳齿，0和1由梳齿落在哪一组位置来区分，梳齿之间留出的空隙就是容错的余量，小的扰动落在空隙里，能被认出来并纠正。光在芯片上的波导里飞行，波导是刻在芯片上、比头发丝还细的光通道，作用相当于光纤，光沿着它从一个元件走到下一个元件，经过分束、干涉和测量完成计算。按Xanadu的说法，运算在室温下进行，只有部分探测器需要低温。
超导、离子阱、中性原子这些路线的量子比特都固定在原地，一个电路、一个离子或一个原子存一个量子比特，按Xanadu的归纳，它们要同时对付退相干、串扰和热噪声，而光量子路线把主要硬件误差归结为一项：光子损耗。光子边飞行边计算，很少与环境相互作用，固定在原地的量子比特那种因长时间保存量子态而产生的退相干和低温约束，它大多没有，代价却是另外的一种：光子一旦在波导壁、耦合点或光纤接口处散失，信息就随之消失，没有第二次机会。所以光量子路线的误差项少，却很集中，在Xanadu的架构里，一台量子计算机的好坏基本可以归结为一条光路上累计丢了多少光。
24.1这个起点在光量子路线里算高还是低，没有第二家公司公开过同一口径的参数，只能在单个环节上对照。PsiQuantum在《Nature》上公开的Omega芯片组把芯片到光纤的耦合损耗做到约1%，氮化硅波导传输损耗低于0.1dB/cm，也就是每走一厘米丢掉不到2.3%的光；Xanadu二季度报的边缘耦合损耗是每个端面0.085dB，约2%。同一环节两家在同一量级，但单项数据比不出整机，最终决定容错的是整条光路的累计损耗，两家没有公开过同一套整机口径。
损耗先降，量子比特数才有意义
损耗为什么要降到某个上限以下才算数，要从纠错的阈值说起。量子纠错的原理是用很多个物理比特共同保护一个逻辑比特，靠冗余把错误找出来再改掉；但参与保护的物理比特本身也会出错，如果它们出错太频繁，冗余带来的新错误比消掉的旧错误还多，纠错就是在帮倒忙。阈值就是这个分界：误差高于它，多加硬件只会更糟；低于它，每多加一层保护，逻辑错误率就成倍下降。在光量子路线里，物理比特的误差主要就是上一节说的光子损耗，所以降损耗的作用只有一个，把硬件推到阈值之下，此后越往下走，纠错的效率越高。
路线图的第二行是逻辑错误率 。根据Xanadu的说法，一台量子计算机的性能是规模乘以可靠性，前者是逻辑比特数，后者是逻辑错误率。Xanadu在路线图里用两个极端说明这一点：10个完美无误的量子比特，太少，算不了有用的问题；1000个跑10步就出错的量子比特，太不可靠，什么也算不出来。这也解释了路线图表格里的一处空白：逻辑错误率目标直到容错阶段才出现。按Xanadu的解释，损耗要压到足够接近并跨过要求线，多加纠错硬件才有收益，逻辑错误率也才有资格写成一个承诺的数字。值得注意的是，第一档目标10⁻³到10⁻⁸出现时，损耗比值还在1.0之上。材料没有解释"损耗要求"怎么算，也没有说两条光路和纠错码之间如何对应，所以1.0到底是不是纠错的阈值。这是路线图留给读者的第一个问号。
损耗降不到纠错阈值以下会怎样，Xanadu写进了风险提示：容错就实现不了。量子前哨（ID:Qforepost）发现：整条曲线最陡的一段恰好在2029年，前面每年的降幅都在收窄，那一年却要从7.2直落到1.8，单年降4倍，同一年里还排着工厂投产、容错目标和政府资金的里程碑。这一格的降幅从哪里来，路线图没有说，创始人兼CEO Christian Weedbrook只说剩下的主要是材料、制造和系统工程问题。
第二个问号在两版路线图之间。量子前哨（ID:Qforepost）核对3月材料、4月年报与上市文件、8月路线图三份材料发现，目标是分两步后移的：3月4日的材料把最高500个逻辑比特标在2029年；一个月后，公司在年报和上市文件里改成了"2029至2030年"；8月31日再把这个区间拆开，2029年200个、2030年500个，容错和数据中心的年份也各放宽了一年。半年里目标分两步后移，公司没有说明原因。能找到的唯一相关说法来自Weedbrook在分析师日问答里的一句话：2026年底的损耗目标有望完成，但17个元件同时在改，季度之间的进展不会是线性的。这句话解释的是今年的进度，不是明年之后的目标为什么要挪。
图4 Xanadu 3月4日版路线图，可与图1的8月31日版对照：500个逻辑比特由2029年移至2030年，容错与数据中心各放宽一年 图源：Xanadu 2026年3月材料
Xanadu的判断：这是工艺问题，不是物理问题
两个问号之外，Xanadu对能否降低损耗的判断很直接：降低损耗不是一个尚未解决的物理问题，而是工程控制问题；缩小差距靠架构优化，靠跑足够多轮"制造---测量---调整"循环找到合适的工艺配方。
光究竟丢在哪里，Weedbrook在8月初的二季度财报会上逐项列过：衬底的吸收，分束器、移相器、环形谐振器各有插入损耗，光纤对接芯片的耦合口占比最大，探测器也不是百分之百响应；此外还有架构层面的因素，一条光路上放多少个分束器，损耗就叠加多少次。
图5 Xanadu的损耗降低路径与四项加速手段 图源：Xanadu 2026年8月技术路线图
降损耗因此分两边做，图5的左右两半对应的就是这两边。左半边是把每个环节做好：波导侧壁蚀刻得越光滑，光在壁上散射掉的就越少；包层材料越干净，被吸收的就越少；架构上则把版图设计得更省元件，能用三个分束器就不用五个，同时选用容忍更多损耗的纠错码。右半边是让改进的速度快起来，四个步骤连成一个"制造---测量---调整"的循环。
第一步是AI设计：一个元件的几何形状有无数种可能，算法一次可以探索数千种，把原本要上千轮才能收敛的设计压到十轮以内。
第二步是并行制造：氮化硅和薄膜铌酸锂两种材料分别交给两家代工厂，每一轮同时流片数百种工艺变体，而不是一种一种地试。
第三步是室温测试：超导路线每换一批芯片都要花几天降温，光量子芯片在室温下就能测，测完即可进入下一轮。
第四步是自动化分析：每片晶圆的损耗数据不经人手，直接汇入一个中央看板，工程师看的是趋势而不是单次结果。四步跑完一轮，改进就进入下一轮的设计。
这是半导体行业工艺学习曲线的语言。竞争的焦点由此从"谁的光量子架构设计最好"移到了"谁能更快跑完制造学习曲线"。架构仍然重要，但Xanadu把损耗下降的速度押在了迭代次数上。
为迭代建的厂，和建厂的钱
如果损耗下降靠迭代次数，那么迭代能力本身就要有地方放。 "Inception"是一座已经开始改造的工厂，15.8万平方英尺（约1.47万平方米），位于多伦多，2026年开始建设。里面最大的一块是6.5万平方英尺的测试与测量洁净室，目标是每月测试数百万个集成器件；其余是异质集成、光子封装和机架模块装配。
Xanadu对这座厂的定位是"制造工艺资格认证"，不是研究，不是原型，追求的是一套有文档、可重复、能按规格出良率的工艺。更关键的一句在"损耗预算控制"下面：光纤耦合、熔接、耦合器这些封装和互连环节，是总损耗的重要来源，只有把它们收到自己手里，损耗预算才由自己掌握，而不是从供应商那里接过来一个现成的。在17个关键光学元件里，有相当一部分损耗发生在这一段。至于"每月数百万器件"的测试能力，说的是另一件事：测不了几百万个，就谈不上工艺控制和良率学习。
这座厂的钱从哪里来，要拆开看。Xanadu称有约6.86亿美元资金来源，分三部分：3.128亿美元是账上现金；1.402亿美元是加拿大政府8月28日宣布的1.95亿加元联邦资金，用途就是建这座厂，按里程碑分批拨付，有条件偿还；2.328亿美元是SATM工具下还没用的股票发行额度，发不发、发多少看市场。把这三项写成"手握6.86亿美元现金"是不对的，真金白银只有前一项，占46%，其余54%要么等里程碑，要么等市场。
图6 约6.86亿美元资金来源的三项构成 图源：Xanadu 2026年8月技术路线图
光子器件的制造能力并不只对光量子路线有意义。中性原子路线的Infleqtion（纽交所上市，市值约28亿美元）在2025年SPIE会议论文中自述，其系统九成以上的体积与成本来自激光、频率控制这些光子学部件。Xanadu把"先进光子器件与IP授权"列为四条收入路径之一，Inception的封装与测试能力，服务对象未必只是自己的量子处理器。
同一条路上还有PsiQuantum（光量子路线，未上市，2025年9月E轮融资后估值70亿美元）。那轮10亿美元融资用在布里斯班和芝加哥两处站点，以及加州南湾一座13万平方英尺（约1.2万平方米）的测试与装配设施，布里斯班的测试实验室今年5月已启用。两家都把前道制造交给代工厂、把测试和封装收回自建；分歧在编码方式和探测器温度上，PsiQuantum的探测器要在4K低温下工作。
硬件到位之前，PennyLane先占位
厂要到明年建成，损耗要到2030年才到要求线。容错目标定在2028至2029年，数据中心2029至2030年，Xanadu把"有意义的终端客户商业化"也写在2029至2030年。这几年里它拿什么和市场保持联系？答案是PennyLane，Xanadu的开源量子编程框架。路线图里把它和CUDA放在同一张图上，意思很直白：Xanadu想让PennyLane成为量子计算的那一层开发者接口，就像CUDA之于GPU，而不只是一个开源库。
PennyLane的用户基础是实打实的。Unitary Foundation去年的开发者调查里，30.8%的人过去一年用过它，排第二，仅次于IBM的Qiskit；一个API能连51种硬件或模拟器设备，超导、离子阱、中性原子、硅自旋、光量子都在里面。Xanadu要做的是把这个基础换成钱：培训、付费算法研发、云服务分发是三条常规路径，第四条也是最关键的一条叫hardware pull-through，意思是已经在Xanadu工具上标准化的开发者和企业，将来会成为其整机的自然首批买家。用户基础是已经有的，能不能换成买家是尚待兑现的，这一节讨论的是后一件事。
眼下的数据对这个设想并不友好。今天走通的路径是硬件带软件：Qiskit的使用率是PennyLane的两倍多，背后是IBM从2016年起十年真机开放攒下的开发者基础。
PennyLane走的是反方向，先靠硬件无关聚人，再指望这些人将来买Xanadu的量子计算机。这也是它的两难：硬件无关是PennyLane最大的卖点，但一个在硬件无关平台上标准化的开发者，未来买哪家的量子计算机都不受影响，"自然首批买家"这条逻辑并没有硬件锁定来保证。Xanadu要靠的是2029年那台量子计算机出来时，自己的编译器和纠错工具链在自家硬件上跑得比在别家好。
押这一注的不只Xanadu。9月2日PsiQuantum宣布布鲁克海文国家实验室将用其Construct软件为第一代容错量子计算机提前开发算法，量子计算机没建成，应用入口先占。两家的共同点是，在容错硬件到位之前，先让开发者和科研机构进入自己的工具链。
写在最后
在路线图当中把前置指标写在量子比特数前面，Xanadu不是唯一一家。IBM把2029年交付的Starling定为200个逻辑比特，其路线图的第一行是一种新的纠错码（qLDPC码），能把每个逻辑比特消耗的物理比特数减少约九成；Google在2024年底用Willow芯片证明物理比特的错误率已降到阈值之下，保护层每加一层，逻辑错误率就减半，它接下来的路线图就是把这条曲线延长。三家给的量子比特数不同，但都先给了一个自己认定的前提：IBM是纠错码，Google是阈值以下的错误率，Xanadu是损耗。读路线图，先找的就是那个"前提"。
Xanadu给从今年到2031年的每一年都设了目标：损耗要降到多少，逻辑错误率哪一年出现，工厂哪一年开建，数据中心哪一年运行，钱分几块、各占多少。一家还没开始靠产品挣钱的公司把未来五年的关键假设摊到这个细度，在量子行业里不多见。这份路线图的价值也在这里：它把一个五年后才能兑现的承诺，换成了一个明年就能对照的数字。
后台回复"Xanadu分析师日"获取技术路线图材料。
Reference：
https://finance.biggo.com/quote/XNDU/earnings-call/US_XNDU_2026-08-05 https://www.xanadu.ai/press/xanadu-quantum-technologies-limited-announces-closing-of-business-combination-with-crane-harbor-acquisition-corp-and-xanadu-quantum-technologies-inc
https://www.ibm.com/quantum/blog/large-scale-ftqc
https://www.ibm.com/quantum/blog/decade-of-quantum
https://www.psiquantum.com/news-import/psiquantum-1b-fundraise
「END」