Fujitsu heeft samen met QuTech een werkend prototype van een kwantumcomputer ontwikkeld dat draait op diamantspins en fotonische schakelingen. Het systeem functioneert bij een minder extreme koeling en is toegankelijk via een hybride cloudplatform.
Fujitsu heeft een werkend prototype gebouwd van een kwantumcomputer op basis van diamantspins, waarbij zogeheten tin-vacaturecentra zijn geïntegreerd in fotonische circuits. Het technologiebedrijf werkte hiervoor sinds 2020 nauw samen met de Technische Universiteit Delft en het onderzoeksinstituut QuTech. Het doel is om een schaalbare architectuur te ontwikkelen die de fysieke beperkingen van traditionele kwantumchips omzeilt.
Voor organisaties die experimenteren met kwantumalgoritmen verlaagt deze architectuur op termijn de operationele drempels. Waar supergeleidende systemen temperaturen van -273,13 °C vereisen, volstaat voor dit prototype een koeling tot -271,6 °C. Dat temperatuurverschil lijkt minuscuul, maar verlicht de technische eisen voor koelinstallaties in datacenters aanzienlijk. Dat brengt praktische kwantumberekeningen voor het bedrijfsleven een stap dichterbij, beweert Fujitsu.
Optische koppeling en minder ruis
Het prototype onderscheidt zich door het gebruik van tinatomen in plaats van de gangbare stikstofatomen in het diamantkristal. Door de symmetrische structuur van deze zogeheten SnV-centra zijn de qubits minder gevoelig voor elektromagnetische ruis, wat leidt tot stabielere kwantumtoestanden. Daardoor zijn er mogelijk minder fysieke qubits nodig om betrouwbare logische qubits te construeren, wat de schaalbaarheid ten goede komt.
Daarnaast ontwikkelde Fujitsu fotonische geïntegreerde schakelingen die het mogelijk maken om afzonderlijke fotonen via optische golfgeleiders uit te lezen. Omdat modules via licht kunnen worden verbonden, ontstaat een modulaire architectuur. Bedrijven hoeven daardoor niet te wachten op gigantische monolithische chips, maar kunnen rekencapaciteit in theorie modulair opschalen door meerdere cryostaten aan elkaar te koppelen.
Aansturing via het hybride platform
Voor zakelijke implementaties is vooral de integratie met bestaande IT-omgevingen relevant. Fujitsu zegt dat de kwantumcomputer via een hybride cloudplatform kan worden bediend zonder diepgaande fysische expertise. Het platform bevat een vertaalslag die logische kwantumpoorten automatisch omzet naar de benodigde sequenties van licht-, microgolf- en radiosignalen.
Volgens de planning wil Fujitsu tegen 2027 een multimodulaire kwantumcomputer gereed hebben. Het bedrijf onderzoekt tevens manieren om diamantspins te combineren met supergeleidende chips, zodat enterpriseklanten gecombineerde architecturen kunnen gebruiken zonder hun algoritmes opnieuw te moeten ontwikkelen.