PRESS RELEASE
Fujitsu kehitti timanttispin-teknologiaan perustuvan kvanttitietokoneen prototyypin
Uusi fotonisiin integroituihin piireihin ja SnV-keskuksiin perustuva prototyyppi on merkittävä askel kohti laajasti skaalautuvia kvanttitietokoneita.
Fujitsu on kehittänyt ensimmäisenä maailmassa toimivan kvanttitietokoneen prototyypin, joka perustuu timanttispin-teknologiaan ja jossa tina-vakanssikeskukset (SnV) ovat fotonisissa integroiduissa piireissä [1,2]. Prototyyppiä voidaan käyttää -271,6 asteen lämpötilassa, mikä on korkeampi kuin suprajohtavien kvanttitietokoneiden tyypillinen käyttölämpötila (-273,13 °C). Testiympäristössä osoitettiin, että järjestelmää voidaan hyödyntää Fujitsun Hybrid Quantum Computing Platform -alustan kautta ilman erityistä kvanttiteknologian asiantuntemusta.
Kehitys on merkittävä askel kohti modulaarista arkkitehtuuria, jota pidetään yhtenä lupaavimmista keinoista kasvattaa kvanttitietokoneiden suorituskykyä ja mittakaavaa sen korkean tarkkuuden ja tehokkaiden optisten yhteyksien ansiosta.
Uusi prototyyppi pohjautuu Fujitsun, Delftin teknillisen yliopiston ja QuTechin vuonna 2020 aloittaman yhteisen tutkimushankkeen tuloksiin. QuTech on yksi maailman johtavista kvanttiteknologian tutkimuslaitoksista ja osa TU Delftiä.
Fujitsun tavoitteena on kehittää monimoduulisen timanttispin-kvanttitietokoneen prototyyppi vuoteen 2027 mennessä. Lisäksi yhtiö käynnistää sellaisten teknologioiden kehittämisen, joiden avulla timanttispin-kvanttiteknologia voidaan yhdistää suprajohtaviin kvanttijärjestelmiin. Näin yhtiö vauhdittaa suuren mittakaavan kvanttitietokoneiden kehitystä.
Hanke on osa Fujitsun kvanttiteknologian kehityssuunnitelmaa, jonka tavoitteena on tuoda käytännöllinen kvanttilaskenta kaupalliseen käyttöön vuoteen 2030 mennessä.
"Prototyypissä hyödyntämämme timanttispin tarjoaa paitsi poikkeuksellista skaalautuvuutta myös mahdollisuuden integroitua suprajohtaviin kvanttitietokoneisiin niiden suorituskyvyn laajentamiseksi edelleen. Tällä voidaan mahdollistaa entistä monimutkaisemmat ja laajemman mittakaavan laskentatehtävät”, Fujitsu Limitedin teknologiajohtaja Vivek Mahajan kertoo.
“Tavoittelemme 250 loogisen kubitin järjestelmän kehittämistä tilikauteen 2030 mennessä ja 1 000 loogisen kubitin järjestelmän luomista tilikauteen 2035 mennessä. Jatkamme käytännöllisen kvanttilaskennan kehittämistä laajasti ohjelmistoista laitteistoihin ja hyödyntäen timanttispinin keskeisiä etuja, kuten korkeaa tarkkuutta ja optista yhdistettävyyttä”, Mahajan jatkaa.
"Olemme iloisia voidessamme esitellä tämän timanttispin-kvanttitietokoneen prototyypin, joka on merkittävä virstanpylväs Fujitsun, Delftin teknillisen yliopiston ja QuTechin vuodesta 2020 jatkuneessa tutkimusyhteistyössä. Timanttispin-kvanttilaskennan skaalautuvuuden osoittaminen on pitkä ja vaativa matka. Yhdessä Fujitsun kanssa olemme sitoutuneet tarttumaan tähän kunnianhimoiseen ja merkitykselliseen haasteeseen ja viemään eteenpäin seuraavan sukupolven kvanttiteknologioiden kehitystä", Delftin teknillisen yliopiston johtaja, tohtori Kees Eijkel, QuTech, sanoo.
Uusi prototyyppi hyödyntää seuraavia Fujitsun kehittämiä teknologioita:
- Skaalautuvien kvanttilaskentasirujen erilaisten materiaalien liitos- ja ohennusteknologia
SnV-keskuksia hyödyntävien kvanttilaskentasirujen valmistamiseksi Fujitsu kehitti erilaisten materiaalien liitosteknologian, jonka avulla alumiinioksidi-/piidioksidialustoihin voidaan liittää korkealaatuisia timanttialustoja, joihin on istutettu tinaioneja. Lisäksi Fujitsu on kehittänyt ohennusteknologian, jolla timanttialustojen paksuus voidaan pienentää sadoista mikrometreistä satoihin nanometreihin. Näin niistä saadaan kvanttilaskentasiruihin soveltuvia. - SnV-keskuksille tarkoitettujen fotonisten integroitujen piirien valmistusteknologia
Fujitsu kehitti teknologian fotonisten integroitujen piirien [3] valmistamiseen siten, että SnV-keskuksia sisältävät nanometrikokoiset timanttikiteet integroidaan näkyvän valon alueella läpinäkyviin alumiinioksidisiin optisiin aaltojohteisiin. Teknologian avulla voidaan erottaa SnV-keskusten lähettämiä yksittäisiä fotoneja kubitin tilan luvun aikana. Timantin prosessoinnissa Fujitsu hyödynsi Tokion yliopiston kanssa tehdyn yhteistutkimuksen tuloksia. - Kvanttipiirien muunnosteknologia timanttispinin käyttöä varten
Timanttispinin hyödyntäminen edellyttää kubittien ohjausta yhdistämällä valoa, mikroaaltoja ja radioaaltoja. Fujitsu kehitti mekanismin, joka muuntaa kvanttiporteilla kuvatut kvanttipiirit näitä fysikaalisia operaatioita vastaaviksi ohjaussekvensseiksi timanttispin-laskentaa varten. Tämä mahdollistaa järjestelmän ohjauksen Fujitsun hybridikvanttilaskenta-alustalta.
Kuva 3: SnV- ja NV-keskusten molekyylirakenteet ja emissiospektrit
Taustaa
Timanttispin-kvanttilaskennassa timanttikiteissä esiintyviä hilavirherakenteita eli värikeskuksia käytetään kubitteina. Näin saavutetaan korkea tarkkuus: timantilla on luontaisesti ominaisuuksia, joiden ansiosta kvanttitilat pysyvät vakaina [4] ja jotka voivat mahdollistaa loogisten kubittien luotettavan muodostamisen pienemmällä määrällä fyysisiä kubitteja kuin suprajohtavassa ja muissa kvanttilaskennan keinoissa. Valoa voidaan myös käyttää useiden kvanttimoduulien joustavaan yhdistämiseen [5, 6], mikä mahdollistaa modulaariseen arkkitehtuuriin perustuvien järjestelmien rakentamisen ja tehokkaan skaalauksen.
Tyypillisesti timanttispin-teknologiaa hyödynnettäessä käytetään typpivakanssikeskuksia, jotka muodostuvat timanttikiteen typpiepäpuhtauksista. Tämän prototyypin kehityksessä Fujitsu käytti kuitenkin tinavakanssikeskuksia, joiden rakenne on symmetrinen ja jotka eivät ole yhtä herkkiä ulkoiselle kohinalle kuin NV-keskukset. Tämän vuoksi ne ovat lupaavia vaihtoehtoja vakaille korkean kirkkauden värikeskuksille.
Tutkimuksen tuki
Osaa tästä työstä on tukenut Japanin opetus-, kulttuuri-, urheilu-, tiede- ja teknologiaministeriön (MEXT) Japanin edistyneen materiaali- ja nanoteknologian tutkimusinfrastruktuuriohjelma ARIM. Hanketunnus: JPMXP1225NM0096. Tutkimushanke on QuTechin ja Fujitsun yhteistyöhanke, jota Holland High Tech on osarahoittanut High Tech Systems and Materials (HTSM) -huippusektorin tutkimus- ja kehitystoimintaan tarkoitetulla julkisen ja yksityisen sektorin kumppanuusrahoituksella (PPP) sekä Alankomaiden talousministeriöltä saadulla tutkimuksen ja innovoinnin PPP-rahoituksella.
Viittaukset:
Loading component...
Lisää tietoa aiheesta:
Loading component...
Lisätietoja:
Fujitsu Finland Oy
Saara Torri, Communications Lead
Loading component...
Date: 08 September, 2026
City: Finland
Company: Fujitsu Limited
