富士通公司展示了一台基于金刚石自旋量子比特的量子计算机工作原型。这不仅仅是实验室实验，而是解决量子系统核心问题——扩展性的实际尝试。工程师们没有选择在单一设备中增加量子比特数量，而是提出通过光子通道连接各个独立模块，这为构建分布式量子网络开辟了道路。
金刚石基础：为何选择SnV中心
该研发的核心是金刚石晶格中的锡-空位中心（SnV），它们充当量子比特。这些缺陷与光子集成电路集成在一起，使得可以通过光学方法读取量子态。选择SnV中心并非偶然：与更常见的NV中心相比，它们具有高度的结构对称性，并且对外部噪声的敏感性较低，这对稳定运行至关重要。
该原型在约−271.6°C的温度下运行。这比超导同类设备的环境（约−273.13°C）略暖，从而简化了操作并降低了对低温设备的要求。系统通过富士通专有的混合平台进行管理，该平台将用户与硬件架构隔离开来，使交互变得直观。
技术细节与模块化之路
关键创新在于将金刚石结构与光子电路连接起来。为此，工程师们不得不解决一个难题：将金刚石层的厚度从数百微米减少到数百纳米，并开发出将金刚石与其他材料连接的方法。正是这一点使得创建紧凑、光学连接的模块成为可能。
富士通已宣布计划在2027年推出多模块版本的量子计算机。与此同时，金刚石与超导架构的混合工作也将启动，这可能导致通用计算系统的诞生。该项目是与代尔夫特理工大学和QuTech研究中心自2020年起合作的成果，并得到了荷兰Holland High Tech计划的支持。
富士通的路线图雄心勃勃：计划到2030年实现250个逻辑量子比特，到2035年实现1000个。然而，需要强调的是，这些是目标，而非当前成就。目前，原型仅展示了基本功能，但使用光子连接进行扩展这一事实本身就是一个战略上正确的步骤，可能在接下来的十年中从根本上改变量子计算的经济性。
我的看法：向具有光学连接的模块化系统过渡是构建容错量子机器的唯一现实路径。如果富士通能够成功集成金刚石和超导技术，这可能成为行业新标准的基础。