富士通推出集成 SnV 色心与光子芯片的钻石自旋量子计算机原型

富士通9月8日发布的不是一台大规模、容错量子计算机，而是一项关键硬件验证：公司称，已开发出全球首台将钻石中的锡空位（SnV）中心量子比特直接集成到光子集成电路中的、可执行量子门操作的钻石自旋量子计算机原型。这台设备被定位为未来通过光学方式连接多个模块的基础。211

这台原型机到底用了什么

原型采用钻石中的 SnV 中心作为自旋量子比特。所谓 SnV 中心，可以理解为钻石晶格中由“锡原子与一个空位”形成的特定缺陷结构；富士通将其作为承载量子信息的物理单元，并与片上光子线路集成。

光在这套系统中承担量子比特控制与状态读出的角色；按富士通设想，未来还可用来把独立计算模块连接起来。211 这与主流的超导量子处理器路线不同：富士通并非宣称短期内以钻石自旋直接取代超导量子比特，而是在探索一种兼具高保真操作和光互连能力、可按模块扩展的硬件平台。2

为什么“把光子线路集成到芯片上”很重要

量子计算扩展的难点，不只是制造更多量子比特，更在于如何在尽量不破坏脆弱量子态的前提下，将它们可靠连接。富士通的做法是把钻石量子比特与光子元件置于同一系统中，让控制光和信号光通过光波导传输。

其技术资料提到，系统采用氧化铝光波导电路，以适配 SnV 中心控制光和信号光所使用的可见光波段，并降低光学损耗。11

富士通将这项成果归因于三类关键能力：

• 面向钻石自旋硬件的量子电路转换与量子比特控制技术；
• 钻石与氧化铝／二氧化硅结构之间的异质键合及薄化技术；
• 与 SnV 中心兼容的光子集成电路制造技术。213

这些技术的意义在于：该物理量子比特模块不再只是实验室样品，而是向可接入常规量子计算工作流的硬件迈进一步。

运行温度更高，但仍离不开低温设备

富士通表示，该原型可在约 −271.6℃ 下运行。与公司所列典型超导量子计算机约 −273.13℃ 的运行温度相比，这一温度略高；但它依然属于深低温系统，并不意味着可以摆脱专业制冷基础设施。2

公司还演示了通过 Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform（富士通混合量子计算平台） 使用该原型机。富士通称，借助量子电路转换能力，用户可以提交量子电路，而无需直接处理钻石自旋硬件的具体细节。213

这项工作建立在哪些研究基础上

该原型源于富士通、代尔夫特理工大学和 QuTech 自2020年开始的联合研究。QuTech 是代尔夫特理工大学旗下的量子技术研究机构。12

富士通还提及此前的钻石自旋研究成果，包括2025年3月演示的一套通用量子门集，错误概率低于0.1%；以及更早的远程氮空位（NV）中心纠缠和量子门操作演示。它们构成了此次 SnV—光子芯片原型的研究基础。2

接下来怎么走：别把路线图当成现有性能

新公布的设备是单模块原型。它不是拥有250个逻辑量子比特、也不是拥有1000个逻辑量子比特的计算机；这些数字是富士通的研发目标，并非此次原型已展示的能力。28

富士通公布的路线图包括：

• 2027年开发多模块钻石自旋原型；
• 2030年以后进一步研究钻石自旋与超导硬件的集成；
• 2030财年实现250个逻辑量子比特的目标；
• 2035财年实现1000个逻辑量子比特的目标。238

这条钻石自旋路线并不会取代富士通的超导计划。该公司在2025年已启动一项独立研发项目，目标是在2030财年完成一台拥有超过1万个物理量子比特、可运行250个逻辑量子比特的超导量子计算机。36

真正值得关注的信号

这项发布表明，富士通正同时押注两条可扩展量子硬件路线：一条是面向大规模物理量子比特系统的超导路线，另一条是着眼于光学互连和长期混合架构的钻石自旋路线。

因此，衡量这台原型价值的关键，不是把它与未来“千逻辑量子比特”的目标混为一谈，而是看下一阶段能否实现多个模块之间稳定、可靠的光学连接。28

这一进展也映照出日本量子硬件竞争环境的变化。多家媒体报道称，NEC已于2026年3月底停止实体量子计算机硬件开发，原因与量子计算商业化面临的挑战有关；这属于媒体报道，并非 NEC 的产品发布。与之相对，富士通仍在超导和钻石自旋两条路线持续投入。1718