Fujitsu เปิดต้นแบบควอนตัมคอมพิวเตอร์ไดมอนด์สปิน พร้อมชิปโฟโตนิกส์

Fujitsu ประกาศเมื่อวันที่ 8 กันยายน 2026 ว่าได้พัฒนา ต้นแบบควอนตัมคอมพิวเตอร์แบบไดมอนด์สปินที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรกของโลก ตามคำกล่าวของบริษัท โดยฝังศูนย์ดีบุก-ช่องว่าง หรือ tin-vacancy (SnV) centers ลงในเพชรและรวมเข้ากับวงจรโฟโตนิกส์บนชิป ระบบสามารถทำงานกับควอนตัมเกตได้ และถูกวางให้เป็นฐานสำหรับเชื่อมต่อโมดูลในอนาคตผ่านแสง 211

ประเด็นสำคัญคือ นี่คือความก้าวหน้าด้านฮาร์ดแวร์ในระดับต้นแบบ ไม่ใช่การเปิดตัวคอมพิวเตอร์ควอนตัมขนาดใหญ่ที่ทนต่อความผิดพลาดได้แล้ว หรือเครื่องที่มี 250 และ 1,000 ลอจิคัลคิวบิตตามเป้าหมายในอนาคต

Fujitsu สร้างอะไรขึ้นมา

ต้นแบบนี้ใช้ศูนย์ SnV ในผลึกเพชรเป็น สปินคิวบิต ซึ่งเป็นหน่วยข้อมูลควอนตัมแบบหนึ่ง Fujitsu ผสานคิวบิตเหล่านี้เข้ากับวงจรโฟโตนิกส์ เพื่อใช้แสงในการควบคุมและอ่านสถานะคิวบิต รวมถึงเป็นแนวทางเชื่อมโมดูลประมวลผลเข้าด้วยกันเมื่อขยายระบบในระยะต่อไป 211

แนวทางนี้ต่างจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมแบบตัวนำยิ่งยวดที่เป็นเทคโนโลยีหลักอีกสายหนึ่งของอุตสาหกรรม จุดเดิมพันของ Fujitsu ไม่ได้อยู่ที่การแทนที่คิวบิตตัวนำยิ่งยวดในระยะสั้น แต่คือการสร้างแพลตฟอร์มที่รวมการทำงานของสปินคิวบิตในเพชรที่มีความเที่ยงตรงสูง เข้ากับการเชื่อมต่อด้วยแสงเพื่อขยายแบบเป็นโมดูล 2

เหตุใดการรวมโฟโตนิกส์บนชิปจึงสำคัญ

ความยากสำคัญของการทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีขนาดใหญ่ขึ้น คือการเชื่อมคิวบิตจำนวนมากโดยไม่ทำให้ข้อมูลควอนตัมที่เปราะบางสูญเสียไป ต้นแบบของ Fujitsu วางคิวบิตเพชรและอุปกรณ์โฟโตนิกส์ไว้ในระบบเดียวกัน ทำให้สามารถนำแสงควบคุมและแสงสัญญาณวิ่งผ่านท่อนำคลื่นแสงได้

เอกสารทางเทคนิคของบริษัทระบุว่าใช้วงจรท่อนำคลื่นแสงอะลูมินา ซึ่งออกแบบให้มีการสูญเสียแสงต่ำในย่านความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ อันเป็นย่านที่ใช้สำหรับควบคุมและรับสัญญาณจาก SnV 11

Fujitsu ระบุว่า ความสำเร็จนี้อาศัยเทคโนโลยีหลัก 3 ด้าน ได้แก่

• การแปลงวงจรควอนตัมและการควบคุมคิวบิตสำหรับฮาร์ดแวร์ไดมอนด์สปิน
• การยึดประสานและทำให้ชั้นเพชรบางลงร่วมกับโครงสร้างอะลูมินา/ซิลิกอนไดออกไซด์
• การผลิตวงจรโฟโตนิกส์แบบบูรณาการที่เข้ากันได้กับศูนย์ SnV 213

เป้าหมายคือทำให้โมดูลคิวบิตจริงสามารถทำงานผ่านขั้นตอนการใช้งานคอมพิวเตอร์ควอนตัมทั่วไปได้ แทนที่จะเป็นเพียงอุปกรณ์ทดลองในห้องแล็บ

ยังต้องใช้ความเย็นจัด แม้อุณหภูมิสูงกว่าแบบตัวนำยิ่งยวดเล็กน้อย

Fujitsu ระบุว่าต้นแบบทำงานที่อุณหภูมิราว −271.6 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิประมาณ −273.13 องศาเซลเซียสที่บริษัทใช้อ้างอิงสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดทั่วไป อย่างไรก็ตาม ระบบยังคงต้องพึ่งพาโครงสร้างพื้นฐานด้านความเย็นระดับไครโอเจนิก ไม่ได้หมายความว่าสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง 2

บริษัทยังสาธิตการใช้งานต้นแบบผ่าน Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform โดยระบุว่าความสามารถในการแปลงวงจรช่วยให้ผู้ใช้ส่งวงจรควอนตัมเข้าระบบได้ โดยไม่ต้องจัดการรายละเอียดเฉพาะของฮาร์ดแวร์ไดมอนด์สปินโดยตรง 213

รากฐานงานวิจัยตั้งแต่ปี 2020

โครงการนี้ต่อยอดจากความร่วมมือวิจัยที่เริ่มในปี 2020 ระหว่าง Fujitsu, Delft University of Technology และ QuTech ซึ่งเป็นสถาบันวิจัยเทคโนโลยีควอนตัมภายใต้ TU Delft 12

Fujitsu ยังอ้างถึงผลงานก่อนหน้า ได้แก่ การสาธิตชุดควอนตัมเกตสากลสำหรับไดมอนด์สปินเมื่อเดือนมีนาคม 2025 ที่มีความน่าจะเป็นของข้อผิดพลาดต่ำกว่า 0.1% รวมถึงการสาธิตการพัวพันและการทำงานของเกตระยะไกลด้วยศูนย์ไนโตรเจน-ช่องว่าง หรือ NV centers ผลงานเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของฐานวิจัยที่นำไปสู่ต้นแบบ SnV-โฟโตนิกส์ครั้งล่าสุด 2

แผนต่อไป: หลายโมดูลในปี 2027 แต่เป้าหมายยังไม่ใช่ผลที่พิสูจน์แล้ว

เครื่องที่ประกาศครั้งนี้เป็น ต้นแบบโมดูลเดียว จึงไม่ควรถูกตีความว่าเป็นเครื่องระดับ 250 หรือ 1,000 ลอจิคัลคิวบิต ตัวเลขดังกล่าวเป็นเป้าหมายการพัฒนาของ Fujitsu ไม่ใช่ขีดความสามารถที่ต้นแบบนี้ได้แสดงแล้ว 28

แผนงานที่ Fujitsu ระบุไว้ประกอบด้วย

• ต้นแบบไดมอนด์สปินแบบหลายโมดูลในปี 2027
• การวิจัยเพื่อผสานฮาร์ดแวร์ไดมอนด์สปินกับฮาร์ดแวร์ตัวนำยิ่งยวดหลังปี 2030
• เป้าหมาย 250 ลอจิคัลคิวบิตในปีงบประมาณ 2030
• เป้าหมาย 1,000 ลอจิคัลคิวบิตในปีงบประมาณ 2035 238

แผนนี้ดำเนินควบคู่ ไม่ได้มาแทนที่โครงการตัวนำยิ่งยวดของบริษัท โดย Fujitsu เริ่มงานวิจัยและพัฒนาในปี 2025 เพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ควอนตัมตัวนำยิ่งยวดที่มีมากกว่า 10,000 ฟิสิคัลคิวบิต ตั้งเป้าแล้วเสร็จในปีงบประมาณ 2030 และออกแบบให้ทำงานด้วย 250 ลอจิคัลคิวบิต 36

ความหมายต่อการแข่งขันฮาร์ดแวร์ควอนตัมของญี่ปุ่น

ประกาศนี้สะท้อนว่า Fujitsu กำลังเดินหลายเส้นทางพร้อมกัน: ระบบตัวนำยิ่งยวดสำหรับเครื่องที่มีฟิสิคัลคิวบิตจำนวนมาก และโมดูลไดมอนด์สปินที่หวังใช้การเชื่อมต่อด้วยแสงเพื่อการขยายในระยะยาว ความสำเร็จที่แท้จริงของแนวทางไดมอนด์สปินจึงจะขึ้นอยู่กับขั้นถัดไป โดยเฉพาะการพิสูจน์การเชื่อมต่อด้วยแสงระหว่างหลายโมดูลอย่างน่าเชื่อถือ ไม่ใช่เพียงความสำเร็จของโมดูลเดียว 28

จังหวะเวลายังสะท้อนภาพการแข่งขันในญี่ปุ่นที่กำลังเปลี่ยนไป รายงานข่าวระบุว่า NEC ยุติการพัฒนาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัมจริงเมื่อสิ้นเดือนมีนาคม 2026 ท่ามกลางความท้าทายด้านการทำธุรกิจเชิงพาณิชย์ ขณะที่ Fujitsu ยังคงลงทุนทั้งในแนวทางตัวนำยิ่งยวดและไดมอนด์สปิน ทั้งนี้ การยุติของ NEC เป็นข้อมูลที่รายงานโดยสำนักข่าว ไม่ใช่การเปิดตัวผลิตภัณฑ์หรือประกาศผลิตภัณฑ์จาก NEC 1718