Корпорація Fujitsu представила діючий прототип квантового обчислювача, побудованого на алмазних спінових кубітах. Це не просто лабораторний експеримент, а реальна спроба вирішити головну проблему квантових систем — масштабування. Замість нарощування кількості кубітів в одному пристрої, інженери пропонують з'єднувати окремі модулі через фотонні канали, що відкриває шлях до створення розподілених квантових мереж.
Алмазна основа: чому SnV-центри
В основі розробки лежать олово-вакансійні центри (SnV) у кристалічній решітці алмазу, які виконують роль кубітів. Ці дефекти інтегровані з фотонними інтегральними схемами, що дозволяє зчитувати квантові стани оптичним методом. Вибір упав на SnV-центри не випадково: на відміну від більш поширених NV-центрів, вони мають високу структурну симетрію та демонструють меншу сприйнятливість до зовнішнього шуму, що критично важливо для стабільної роботи.
Прототип функціонує за температури близько −271,6 °C. Це трохи тепліше, ніж середовище для надпровідникових аналогів (приблизно −273,13 °C), що спрощує експлуатацію та знижує вимоги до кріогенного обладнання. Управління системою здійснюється через фірмову гібридну платформу Fujitsu, яка абстрагує користувача від апаратної архітектури, роблячи взаємодію інтуїтивною.
Технологічні деталі та шлях до модульності
Ключовою інновацією стало з'єднання алмазних структур із фотонними схемами. Для цього інженерам довелося вирішити нетривіальне завдання: зменшити товщину алмазного шару з сотень мікрометрів до сотень нанометрів і розробити методи з'єднання алмазу з іншими матеріалами. Саме це дозволяє створювати компактні, оптично зв'язані модулі.
Fujitsu вже анонсувала плани щодо створення багатомодульної версії квантового комп'ютера у 2027 році. Паралельно стартують роботи з гібридизації алмазної та надпровідникової архітектур, що може призвести до створення універсальних обчислювальних комплексів. Проєкт є результатом колаборації з Делфтським технічним університетом та дослідницьким центром QuTech, яка розпочалася ще у 2020 році, і підтриманий нідерландською програмою Holland High Tech.
Дорожня карта Fujitsu амбітна: до 2030 року планується досягти 250 логічних кубітів, а до 2035 року — 1000. Однак варто підкреслити, що це цілі, а не поточні досягнення. Поки що прототип демонструє лише базову функціональність, але сам факт використання фотонних зв'язків для масштабування — це стратегічно правильний крок, який може кардинально змінити економіку квантових обчислень у найближче десятиліття.
Мій погляд: перехід до модульних систем з оптичним зв'язком — це єдиний реалістичний шлях до створення відмовостійких квантових машин. Якщо Fujitsu вдасться успішно інтегрувати алмазні та надпровідникові технології, це може стати основою для нового стандарту в індустрії.