Fujitsu prezintă primul computer cuantic pe bază de diamant. Funcționează la -271,6°C și țintește 1.000 de qubiți logici până în 2035

Un computer cuantic care folosește defecte microscopice din diamant pe post de qubiți a trecut de stadiul de idee pe hârtie. Fujitsu a prezentat primul prototip funcțional de computer cuantic „diamond-spin” care integrează centre tin-vacancy, sau SnV, în circuite fotonice și poate opera la aproximativ -271,6 grade Celsius. Potrivit Interesting Engineering, tehnologia ar putea deschide o cale către sisteme cuantice mult mai mari, în care module separate sunt legate între ele folosind lumină.

Anunțul este important, dar vine și cu o precizare esențială: Fujitsu nu a construit acum un computer cu 1.000 de qubiți logici. Prototipul demonstrat pe 8 septembrie 2026 este o etapă a unei foi de parcurs mult mai ambițioase. Compania japoneză vrea să ajungă la un sistem cu 250 de qubiți logici până în anul fiscal 2030 și la unul cu 1.000 de qubiți logici până în anul fiscal 2035.

De ce Fujitsu pune qubiții în diamant

În centrul prototipului se află așa-numitele „color centers”, defecte controlate în structura cristalină a diamantului. În mod obișnuit, computerele cuantice experimentale care folosesc această abordare s-au bazat pe centre nitrogen-vacancy, sau NV, în care un atom de azot înlocuiește un atom de carbon lângă un loc vacant din rețeaua diamantului.

Fujitsu a ales însă centre tin-vacancy (SnV). În acest caz, un atom de staniu este poziționat între două spații vacante din structura diamantului. Geometria mai simetrică a acestor centre le face mai puțin sensibile la zgomotul extern decât centrele NV, potrivit companiei. În plus, Fujitsu afirmă că SnV-urile folosite în proiect pot emite lumină cu o intensitate de aproximativ zece ori mai mare, un avantaj important atunci când vrei să conectezi optic mai multe module cuantice.

Vezi și:

După câte ore de la ultimul pahar te poți urca la volan. Cât timp rămâne alcoolul în sânge și în aerul expirat

Aici apare una dintre marile promisiuni ale tehnologiei. Una dintre problemele fundamentale ale [computerelor cuantice] este că nu este suficient să adaugi pur și simplu tot mai mulți qubiți. Aceștia sunt extrem de sensibili la interferențe și erori, iar păstrarea stărilor cuantice devine din ce în ce mai dificilă pe măsură ce sistemul crește.

Diamantul ar putea ajuta tocmai aici. Proprietățile sale permit păstrarea unor stări cuantice stabile, iar Fujitsu susține că arhitectura ar putea necesita mai puțini qubiți fizici pentru construirea unui qubit logic fiabil decât alte tehnologii. Qubiții logici sunt deosebit de importanți pentru că grupează mai mulți qubiți fizici și folosesc corecția erorilor pentru a face calculele suficient de stabile pentru aplicații reale.

Funcționează la -271,6 grade Celsius și folosește lumina pentru a crește

Temperatura prototipului sună aproape absurd de scăzută: -271,6°C, adică aproximativ -456,9°F și la numai aproximativ 1,55 grade Celsius de zero absolut. Totuși, pentru lumea calculului cuantic, diferența contează. Fujitsu compară această temperatură cu valoarea tipică de aproximativ -273,13°C necesară sistemelor cuantice supraconductoare.

Vezi și:

Un nou test pune computerele cuantice la încercare. Cele mai puternice sisteme sunt încă departe de problemele reale

Cercetătorii au teleportat pentru prima dată o imagine prin 100 de canale cuantice simultan

Nu înseamnă că viitoarele calculatoare cuantice cu diamant vor putea sta într-un birou fără instalații criogenice. Temperaturile sunt în continuare extreme. Avantajul relevant este arhitectura modulară: Fujitsu încearcă să folosească fotoni pentru a lega între ele module cuantice separate, în loc să construiască un singur cip gigantic și din ce în ce mai dificil de controlat.

Pentru prototip, cercetătorii au dezvoltat o metodă prin care substraturi de diamant implantate cu staniu sunt atașate de substraturi din alumină și dioxid de siliciu. Diamantul este apoi subțiat de la câteva sute de micrometri la doar câteva sute de nanometri, suficient pentru integrarea în cipurile cuantice. Circuitele fotonice combină cristalele nanometrice de diamant care conțin centre SnV cu ghiduri optice din alumină.

Controlul qubiților este la rândul său neobișnuit: sistemul combină lumină, microunde și unde radio. Fujitsu a dezvoltat și mecanismul software care transformă circuitele cuantice descrise prin porți cuantice în secvențele fizice necesare pentru controlarea acestui hardware.

Următoarea țintă este un computer cuantic format din mai multe module

Fujitsu vrea să construiască până în 2027 un nou prototip diamond-spin alcătuit din mai multe module cuantice conectate între ele. Compania cercetează în paralel posibilitatea de a combina această tehnologie cu sistemele cuantice supraconductoare, într-o arhitectură hibridă care ar putea folosi avantajele ambelor abordări.

Prototipul actual a fost deja testat prin Fujitsu Hybrid Quantum Computing Platform, iar compania susține că utilizatorii îl pot accesa fără să fie nevoiți să cunoască în detaliu diferențele dintre arhitecturile cuantice aflate în spatele platformei. Cercetarea este realizată împreună cu Delft University of Technology și QuTech, colaborarea dintre cele trei organizații fiind începută în 2020.

Miza finală este însă corecția erorilor și obținerea unui număr suficient de mare de qubiți logici. Playtech a scris recent despre un [computer cuantic IBM care a realizat în aproximativ 15 minute un calcul extrem de dificil pentru metodele clasice], folosind 70 de qubiți logici, un exemplu al ritmului în care diferitele arhitecturi cuantice încep să avanseze.

Tot Playtech a analizat și de ce [numărul brut de qubiți nu spune singur cât de performant este un computer cuantic]. Stabilitatea, rata erorilor și capacitatea de a construi qubiți logici fiabili sunt cel puțin la fel de importante. Din acest motiv, prototipul Fujitsu nu trebuie privit ca un computer cuantic gigantic gata de utilizare, ci ca o demonstrație că o arhitectură diferită, construită în jurul diamantului și al conexiunilor optice, poate funcționa în hardware real.

Dacă planurile Fujitsu se concretizează, compania vrea să ajungă la 250 de qubiți logici în 2030 și 1.000 în 2035. Până atunci, drumul rămâne dificil chiar și în evaluarea QuTech, care avertizează că demonstrarea scalabilității reale a acestei tehnologii va necesita în continuare multă cercetare. Totuși, diamantul ar putea deveni mai mult decât un material exotic în cursa cuantică: ar putea fi una dintre piesele care permit conectarea viitoarelor calculatoare cuantice la o scară imposibilă astăzi.

Se schimbă stimulentul de 1.000 de lei pentru copiii cu dizabilități din București. Cine va primi mai puțin din 2027