9 月 8 日,富士通宣布「金刚石自旋量子计算机原型」完成。「量子计算机」五个字放在标题里,读者脑子里的画面是机柜、低温罐、跑起来的算法。往下读新闻稿,画面逐渐聚焦:这次演示的东西,是一块芯片上的拉比振荡。
先把技术方案拆开看。量子比特用的是 SnV 色心——在金刚石晶格里挖掉两个碳原子,塞进一个锡原子,那个悬挂的电子自旋就是量子比特。旁边铺一层氧化铝光波导,做成光子集成电路,把控制光和读出光直接递到色心面前。工程上最狠的两步:先把金刚石和氧化铝这两种完全不同的材料键合成一体,再把几百微米厚的金刚石减薄到几百纳米。控制链路是光、微波、射频三路信号联合编译,调度交给 FPGA。合作方是代尔夫特理工的 QuTech——2020 年 10 月就开始了——加上做金刚石加工的东京大学。
温度话术
宣传材料里最亮眼的一行是「零下 271.6 摄氏度」。绝对零度是零下 273.13,听起来只差临门一脚。换算成开尔文:1.55 K,对照超导量子比特的 15 到 20 毫开尔文,差着大约一百倍。
一百倍听起来也是压倒性优势,但要说清楚它买到的是什么。金刚石路线真正的卖点从来不在「常温运行」——那是转载里最常见的误读——在 1.55 K 用激光加微波就能伺候,不需要稀释制冷机那套层层降温的庞然大物。省下来的是一整个制冷系统、一整个机房角落、一整笔运营电费,温度计上那点刻度反倒还在其次。至于宣传里那些动辄 T2 大于一秒、双比特门错误率低于千分之一的漂亮数字,全部来自氮空位(NV)体系的旧论文,2025 年发表,主角不是这块锡空位芯片。旧体系的数据,新体系的芯片,中间隔着一次材料替换,不能直接外推。
转载链上的升调
把日文原稿和英文报道摆在一起读,能看到一句话如何在转载中慢慢膨胀。
「世界首个」三个字值得多看一眼:脚注明写这是富士通今年 9 月自行调研得出的口径,属于自报。已演示的内容是拉比振荡、自旋频率校准、动力学解耦,外加在云端测试环境里跑门操作。没公布的清单更长:比特数、T1、这块 SnV 芯片自己的实测保真度、任何算法基准。一句话概括:量子计算机的原型造出来了,量子计算机的成绩单还没发。
背书链倒是真的
苛刻归苛刻,这条技术路线的学术底子是实打实的。组件级别的同行评审成果都在:通用门集错误率低于千分之一,2025 年 PRApplied;跨恒温器远程传送 CNOT 门,2026 年 Nature Communications——这是模块化路线最关键的一块拼图;单色心的容错操作,2022 年 Nature。三篇的作者全是 QuTech Taminiau 和 Hanson 组,全部与富士通合作。组件可信,系统未证——这个区别,比「世界首个」重要得多。
为什么巨头里只有富士通押金刚石
看富士通的整体布局会发现这是手对冲棋。超导线与理研合作,64 比特到 256 比特,本财年要上一千比特的机器;金刚石线 2027 年出多模块原型;两条线计划在 2030 财年合流——超导机堆到一万以上物理比特拿 250 个逻辑比特,金刚石模块用光互连挂上去,2035 财年冲一千逻辑比特。全球巨头里,超导(IBM、Google)、离子阱(Quantinuum、IonQ)、中性原子(QuEra)、硅自旋(Intel、Diraq)都有人重仓,金刚石自旋这条「第六路线」,只有富士通一家在推。逻辑也好理解:光互连模块化是超导路线最痛的地方,而色心天然会发光,天生就是光子接口的形状。
QuTech 院长那句被英文报道删掉的谨慎引语,反而是全文最诚实的总结:可扩展性仍是一段长期而艰巨的旅程。观察哨有三个:这块 SnV 芯片自己的实测论文何时出现;2027 年多模块原型能否演示两模块纠缠——那才是硬指标;以及富士通那台一千比特超导机本财年是否如期兑现,它是 2030 年那份 250 逻辑比特承诺的信用抵押。
信源:富士通新闻稿(日文原稿与英文版,2026-09-08)及 17 页技术说明;Quantum Computing Report 报道(2026-09-08);Bartling et al. PRApplied 2025(arXiv 2403.10633);Iuliano et al. Nature Communications 17:4694(2026,arXiv 2601.04848);Abobeih et al. Nature 2022;QuTech 合作背景(2020-10 起)。
#量子计算 #金刚石色心 #光子集成 #硬科技
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