富士通开发出金刚石自旋量子计算机原型
2026年9月8日——富士通今日宣布,成功开发出全球首款将锡空位(SnV)中心集成到光子集成电路中的钻石自旋量子计算机工作原型。该原型可在-271.6°C的温度下运行,高于超导量子计算机的典型工作温度(-273.13°C),富士通已在测试环境中证明,用户无需具备额外的专业知识即可通过富士通混合量子计算平台使用该原型。这一成果标志着迈向模块化架构(最具前景的量子计算机扩展方案之一)的重要里程碑,其优势在于高保真度和高效光学连接。
该原型基于富士通、代尔夫特理工大学及QuTech(代尔夫特理工大学下属的全球领先量子技术研究机构)自2020年启动的联合研究成果。
富士通计划于2027年前开发出多模块钻石自旋量子计算机原型。此外,富士通将启动钻石自旋方案与超导方案集成技术的开发,推动大规模量子计算机的实现进程。
该举措是富士通量子技术路线图的一部分,该路线图阐述了公司到2030年实现实用型量子计算的目标。
富士通株式会社执行副总裁、系统平台首席技术官Vivek Mahajan的评论:“我们在该原型中采用的钻石自旋方案不仅本身具有卓越的可扩展性,还有潜力与超导量子计算机集成以进一步扩展其能力,从而实现更复杂、更大规模的计算。根据我们在2030财年实现250逻辑量子比特系统、2035财年实现1000逻辑量子比特系统的路线图,富士通将继续推动实用型量子计算在从软件到硬件的广泛领域取得进展,同时充分发挥钻石自旋方案的高保真度和光学连接等关键优势。”
QuTech总干事、代尔夫特理工大学Kees Eijkel博士的评论:“我们很高兴宣布这款钻石自旋量子计算机原型问世,这是富士通、代尔夫特理工大学和QuTech自2020年以来合作的成果。这是我们紧密合作的一个重要里程碑。展示钻石自旋量子计算所预期的可扩展性仍然是一条漫长而充满挑战的道路。然而,通过进一步加强与富士通的合作,我们致力于攻克这一宏大而有意义的挑战,引领下一代量子技术的发展。”
所开发技术概述
该原型采用了富士通开发的三项技术:
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面向可扩展量子计算芯片的异质材料键合与减薄技术
为了利用SnV中心制造量子计算芯片,富士通开发了异质材料键合技术,将注入锡离子的高质量金刚石衬底与氧化铝/二氧化硅衬底进行键合。富士通还开发了减薄技术,将金刚石衬底的厚度从数百微米减薄至数百纳米,使其适用于量子计算芯片。
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面向SnV中心的光子集成电路制造技术
富士通开发了光子集成电路 [3] 制造技术,将含有SnV中心的纳米级金刚石晶体与在可见光区域透明的氧化铝光波导集成,以在量子比特读取过程中提取SnV中心发射的单光子。在金刚石加工方面,富士通采用了与东京大学联合研究的成果。
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面向钻石自旋方案的量子电路转换技术
钻石自旋方案需要通过组合光、微波和射频波来实现量子比特控制。富士通开发了一种机制,可将由量子门描述的量子电路转换为钻石自旋方案所需的物理操作控制序列,从而实现对富士通混合量子计算平台的操控。


