Fujitsu desarrolla prototipo de computador cuántico de spin de diamante
El nuevo prototipo de computador cuántico de spin de diamante, que incorpora centros de vacancia de estaño (SnV) en circuitos integrados fotónicos, marca un paso significativo hacia la escalabilidad de la computación cuántica.
Fujitsu anunció hoy que ha desarrollado el primer prototipo funcional del mundo de un computador cuántico de spin de diamante que incorpora centros de vacancia de estaño (SnV) en circuitos integrados fotónicos. El prototipo puede operar a -271.6°C, una temperatura superior a la de funcionamiento típica de los computadores cuánticos superconductores (-273.13°C). Fujitsu ha demostrado en un entorno de pruebas que el sistema puede ser utilizado a través de la Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform sin necesidad de conocimientos especializados adicionales. Este desarrollo representa un hito importante hacia la realización de una arquitectura modular, uno de los enfoques más prometedores para escalar computadores cuánticos, debido a su alta fidelidad y conectividad óptica eficiente.
El prototipo se basa en los resultados de una investigación conjunta iniciada en 2020 por Fujitsu, la Universidad Tecnológica de Delft y QuTech, un instituto de investigación en tecnología cuántica líder a nivel mundial que forma parte de la TU Delft.
Fujitsu tiene previsto desarrollar un prototipo de computador cuántico de spin de diamante de múltiples módulos para el año 2027. Además, la compañía comenzará a desarrollar tecnologías para integrar el enfoque de spin de diamante con el enfoque superconductor, impulsando el progreso hacia la consecución de computadores cuánticos a gran escala.
Esta iniciativa forma parte de la hoja de ruta cuántica de Fujitsu, que describe el objetivo de la empresa de alcanzar una computación cuántica práctica para 2030.
Comentario de Vivek Mahajan, Director Ejecutivo Corporativo, Vicepresidente Corporativo, CTO y responsable de System Platform en Fujitsu Limited:
"El enfoque de spin de diamante que hemos aplicado en este prototipo no solo ofrece una escalabilidad excepcional por sí mismo, sino que también tiene el potencial de integrarse con computadores cuánticos superconductores para ampliar aún más sus capacidades, permitiendo cálculos más complejos y a gran escala."
"Bajo nuestra hoja de ruta para alcanzar un sistema de 250 qubits lógicos para el año fiscal 2030 y un sistema de 1,000 qubits lógicos para el año fiscal 2035, Fujitsu continuará avanzando en la computación cuántica práctica en una amplia gama de áreas, desde software hasta hardware, aprovechando las ventajas clave del enfoque de spin de diamante, incluyendo alta fidelidad y conectividad óptica".
Comentario del Dr. Kees Eijkel, Director General de QuTech, Universidad Tecnológica de Delft:
"Estamos encantados de anunciar este prototipo de computador cuántico de spin de diamante como resultado de la investigación colaborativa realizada desde 2020 entre Fujitsu, la Universidad Tecnológica de Delft y QuTech. Es un hito importante en nuestra sólida colaboración. Demostrar la escalabilidad esperada de la computación cuántica de spin de diamante sigue siendo un viaje largo y desafiante. Sin embargo, al fortalecer aún más nuestra colaboración con Fujitsu, estamos comprometidos a abordar este ambicioso y significativo desafío y liderar el desarrollo de tecnologías cuánticas de próxima generación".
¿Qué tecnologías componen este prototipo de Fujitsu?
El prototipo presenta tres tecnologías clave desarrolladas por Fujitsu:
1. Tecnología de unión y adelgazamiento de materiales heterogéneos para chips cuánticos escalables
Para crear chips de computación cuántica utilizando centros SnV, Fujitsu desarrolló una tecnología de unión de materiales heterogéneos para adherir sustratos de diamante de alta calidad, implantados con iones de estaño, a sustratos de alúmina/dióxido de silicio. Fujitsu también desarrolló una tecnología de adelgazamiento para reducir el grosor de los sustratos de diamante de varios cientos de micrómetros a varios cientos de nanómetros, haciéndolos adecuados para su uso en chips cuánticos.
2. Tecnología de fabricación de circuitos integrados fotónicos para centros SnV
Fujitsu desarrolló tecnología para fabricar circuitos integrados fotónicos que integran cristales de diamante de tamaño nanométrico que contienen centros SnV con guías de onda ópticas de alúmina, las cuales son transparentes en la región de luz visible, para extraer fotones individuales emitidos desde los centros SnV durante la lectura de qubits. Para el procesamiento del diamante, Fujitsu utilizó los resultados de la investigación conjunta con la Universidad de Tokio.
3. Tecnología de conversión de circuitos cuánticos para el enfoque de spin de diamante
El enfoque de spin de diamante requiere el control de qubits mediante la combinación de luz, microondas y ondas de radiofrecuencia. Fujitsu desarrolló un mecanismo para convertir circuitos cuánticos descritos mediante puertas cuánticas en secuencias de control para estas operaciones físicas, permitiendo el control desde la plataforma de computación cuántica híbrida de Fujitsu.
El enfoque de spin de diamante toma estructuras de defectos de red llamadas centros de color en cristales de diamante y los utiliza como qubits. Este método logra una alta fidelidad porque el diamante tiene propiedades intrínsecas que permiten que los estados cuánticos permanezcan estables y podría permitir la formación fiable de qubits lógicos a partir de menos qubits físicos en comparación con los enfoques superconductores y otros. Además, la luz puede aplicarse para conectar de manera flexible varios módulos cuánticos, permitiendo la construcción de sistemas con una arquitectura modular que puede escalarse eficientemente.
Normalmente, el enfoque de spin de diamante utiliza estructuras llamadas centros de vacancia de nitrógeno (NV) formados por impurezas de átomos de nitrógeno en cristales de diamante. Sin embargo, en el desarrollo de este prototipo, Fujitsu utilizó centros de vacancia de estaño (SnV), que cuentan con simetría estructural y son menos susceptibles al ruido externo que los centros NV, lo que los convierte en candidatos atractivos para centros de color estables y de alto brillo.
Una parte de este trabajo cuenta con el apoyo de la "Advanced Research Infrastructure for Materials and Nanotechnology in Japan (ARIM)" del Ministerio de Educación, Cultura, Deportes, Ciencia y Tecnología (MEXT). Número de propuesta JPMXP1225NM0096. Este proyecto de investigación es una colaboración entre QuTech y Fujitsu, cofinanciada por Holland High Tech con una asignación PPP para investigación y desarrollo en el sector HTSM y una asignación PPP para investigación e innovación del Ministerio de Asuntos Económicos.
Fujitsu Limited (TSE:6702) reportó ingresos consolidados de 3.5 billones de yenes (US$23 mil millones) para el año fiscal finalizado el 31 de marzo de 2026 y sigue siendo la principal empresa de servicios digitales en Japón por cuota de mercado.
Vía EE Journal.
