Fujitsu собрала квантовый прототип на алмазных спинах

Fujitsu показала работающий прототип квантового компьютера на спиновых кубитах в алмазе. Его ключевая ставка — не рекордное число кубитов, а возможность соединять отдельные модули светом.


Fujitsu объявила 8 сентября о создании прототипа квантового компьютера на алмазных спиновых кубитах. Компания называет его первым работающим прототипом, где центры «олово — вакансия» (SnV) встроены в фотонные интегральные схемы. Формулировку о мировом первенстве сама Fujitsu сопровождает оговоркой: она основана на её собственном исследовании, проведённом в сентябре 2026 года.

В таком компьютере кубитом служит не электрическая цепь, как в сверхпроводящих системах, а квантовое состояние спина, связанное с дефектом кристаллической решётки алмаза. SnV-центр возникает, когда атом олова располагается между двумя соседними вакансиями в решётке. По данным Fujitsu, такая структура более симметрична и меньше подвержена внешнему шуму, чем широко изучаемые центры «азот — вакансия» (NV).

Главная инженерная работа в новом прототипе сосредоточена вокруг того, как встроить такие центры в масштабируемую схему. Fujitsu разработала технологию соединения алмазной подложки, в которую имплантировано олово, с подложкой из оксида алюминия и диоксида кремния. Затем алмазный слой истончают с нескольких сотен микрометров до нескольких сотен нанометров. Нанокристаллы с SnV-центрами интегрируют с оптическими волноводами из оксида алюминия, через которые можно выводить одиночные фотоны при считывании состояния кубита.

Прототип работает примерно при −271,6 °C, то есть около 1,55 кельвина. Это заметно выше типичной температуры сверхпроводящих квантовых компьютеров, которую Fujitsu указывает на уровне −273,13 °C. Но речь всё равно идёт о глубокой криогенике: новый подход не превращает квантовый компьютер в устройство, способное работать при обычной температуре.

Управление алмазными спинами тоже устроено сложнее обычной электрической команды. Для операций используются свет, микроволны и радиочастотные сигналы. Fujitsu разработала слой преобразования, который переводит квантовые схемы, описанные через стандартные квантовые гейты, в последовательность физических управляющих воздействий. В тестовой среде прототип удалось подключить к Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform, чтобы пользователь мог обращаться к нему через тот же программный уровень, не работая напрямую с физикой SnV-кубитов.

Именно оптическая связь делает эту архитектуру интересной для масштабирования. Отдельные квантовые модули предполагается соединять фотонами, в том числе если они находятся на разных чипах или даже в разных криостатах. Для близкой по принципу платформы на NV-центрах исследователи QuTech уже демонстрировали удалённое запутывание и квантовые операции между отдельными узлами. В мае 2026 года в Nature Communications была опубликована работа с безусловно телепортированным CNOT-гейтом между двумя удалёнными алмазными регистрами.

Но эти результаты нельзя автоматически переносить на новый SnV-прототип. Рекордная точность двухкубитных операций с ошибкой менее 0,1%, на которую ссылается Fujitsu, была ранее получена на NV-центрах. В нынешнем сообщении компания не приводит число физических кубитов прототипа, результаты алгоритмических тестов или наличие логических кубитов с коррекцией ошибок. Поэтому речь идёт прежде всего об инженерной демонстрации новой аппаратной платформы и её соединения с фотонной инфраструктурой, а не о готовой отказоустойчивой квантовой машине.

Следующий шаг Fujitsu уже обозначила: к 2027 году компания намерена создать прототип из нескольких алмазно-спиновых модулей и параллельно разрабатывать технологии их интеграции со сверхпроводящими системами. Более дальняя дорожная карта предусматривает 250 логических кубитов к 2030 финансовому году и 1000 — к 2035-му, но эти цели относятся к общей квантовой программе Fujitsu и не являются характеристиками нынешнего прототипа.

Показанный аппарат важен именно как проверка архитектурной идеи. Квантовые платформы сегодня упираются не только в качество отдельного кубита, но и в то, как соединять множество хороших кубитов без резкого роста ошибок, тепловой нагрузки и сложности управления. Алмазные центры с оптическими каналами предлагают один из вариантов такого обходного пути.


Сам алмаз здесь почти вторичен. Главная ставка Fujitsu — разделить большой квантовый компьютер на модули и связать их светом, вместо того чтобы бесконечно увеличивать один монолитный процессор. Если этот принцип удастся перенести с лабораторного прототипа на систему из многих модулей, именно архитектура, а не экзотический материал кубита, окажется главным результатом эксперимента.

Фото: редакция ИЗНАНКИ.