全球首台金刚石量子计算机在-456.9°F运行，瞄准1000逻辑量子比特
该原型机将锡空位中心嵌入光子集成电路中。
日本科技巨头富士通开发出了全球首台可工作的金刚石自旋量子计算机原型机，该原型机将锡空位中心集成到光子集成电路中。
这台新原型机可在-456.9华氏度（-271.6摄氏度）下运行。
这比超导量子计算机所需的-459.6华氏度（-273.13摄氏度）高出约2.8华氏度。
富士通表示，这项技术有望通过利用光连接各个计算模块，从而打造出更强大的量子计算机。
该公司计划在2027年前制造出多模块金刚石自旋原型机，并力争在2030年前实现量子计算的实用化。
根据其量子路线图，富士通的目标是在2030财年前开发出250逻辑量子比特系统，并在2035财年前开发出1000逻辑量子比特系统。
QuTech总负责人Kees Eijkel博士指出：“我们很高兴宣布这台金刚石自旋量子计算机原型机，这是富士通、代尔夫特理工大学和QuTech自2020年以来合作研究的成果。
”
将金刚石缺陷转化为量子比特
该原型机利用金刚石晶体中的晶格缺陷（通常称为色心）来产生量子比特。
金刚石自旋系统通常依赖氮空位中心，即一个氮原子取代金刚石晶格中一个空位旁边的碳原子时形成的缺陷。
然而，在这套新系统中，工程师们转向了锡空位中心。
这些缺陷中，一个锡原子位于金刚石结构中两个空位之间。
富士通表示，锡空位中心的对称结构使其比传统的氮空位中心更不易受外部噪声影响。
此外，锡空位中心发射光的亮度大约是氮空位中心的10倍。
这有望改善量子模块之间的光学连接。
这种方法还有可能实现更高效的纠错。
其特性能够保持量子态的稳定，并允许用比竞争方案更少的物理量子比特来构建逻辑量子比特（即按照量子算法规范运行量子计算的物理量子比特组）。
利用光实现量子连接
在该系统中，富士通首先开发了一种工艺，将高质量的注锡金刚石衬底与氧化铝和二氧化硅衬底键合在一起。
金刚石被从几百微米减薄至仅几百纳米，以便集成到量子芯片中。
该公司还制造了光子集成电路，将含有锡空位中心的纳米级金刚石晶体与氧化铝光波导结合起来。
最后，它开发了一种利用光、微波和射频波控制金刚石自旋量子比特的机制。
富士通首席技术官Vivek Mahajan表示：“我们在这台原型机中采用的金刚石自旋方法，不仅本身就具有卓越的可扩展性，而且还有可能与超导量子计算机集成，进一步扩展其能力，从而实现更复杂、更大规模的计算。
”
该设备已在富士通混合量子计算平台的测试环境中运行。
据该公司称，用户无需额外的专业知识即可控制这套新硬件。
Mahajan在声明中总结道：“根据我们的路线图，到2030财年实现250逻辑量子比特系统，到2035财年实现1000逻辑量子比特系统，富士通将继续在从软件到硬件的广泛领域推进实用量子计算，同时充分发挥金刚石自旋方法的关键优势，包括高保真度和光学连接性。
”
