Вместо привычных сверхпроводниковых цепей инженеры Fujitsu использовали дефекты в кристаллической решетке алмаза — так называемые центры окраски. Обычно для этого берут NV-центры (азотно-замещенные вакансии в алмазе), но японцы выбрали олово (SnV), у которого более симметричная структура. Это делает кубиты гораздо менее чувствительными к внешним шумам, а главное — SnV-центры излучают свет примерно в 10 раз ярче, что критически важно для соединения отдельных квантовых модулей друг с другом при помощи фотонов.

Технически задача была нетривиальной: алмазные подложки с имплантированным оловом пришлось делать намного тоньше, чтобы интегрировать их в чипы: с сотен микрометров до нескольких сотен нанометров. Затем компания совместила наноразмерные алмазные кристаллы с фотонными интегральными схемами и создала систему управления кубитами с помощью света, микроволн и радиочастотных волн. Всё это заработало в тестовой среде на гибридной платформе Fujitsu, не требующей от пользователя специальных знаний, сообщает IE.

Ключевое преимущество подхода — масштабируемость и потенциально более эффективная коррекция ошибок. Благодаря стабильности спиновых состояний логические кубиты можно формировать из меньшего числа физических, по сравнению с конкурирующими технологиями. А возможность соединять модули светом открывает путь к созданию многомодульных систем — следующий прототип на несколько модулей Fujitsu обещает уже к 2027 году.

«Использованный нами в этом прототипе подход, основанный на спинах в алмазе, не только сам по себе отличается исключительной масштабируемостью, но и обладает потенциалом интеграции со сверхпроводящими квантовыми компьютерами, что позволит расширить их возможности и выполнять более сложные и масштабные вычисления», — заявил Вивек Махаджан, технический директор Fujitsu.

Разработка велась с 2020 года в сотрудничестве с Делфтским технологическим университетом и центром QuTech, и теперь Fujitsu намерена развивать всю цепочку — от софта до железа — чтобы сделать квантовые вычисления практическим инструментом. В долгосрочной перспективе компания нацелена на 250 логических кубитов к 2030 финансовому году и 1000 — к 2035-му.

Исследователи из нидерландской компании QuTech представили инновационные решения одной из фундаментальных проблем, долгое время сдерживавших развитие масштабируемых квантовых компьютеров. Они разработали первый криогенный чип, способный напрямую управлять как электронными, так и ядерными спинами в алмазных кубитах.