インサイダーブリーフ
- 富士通とQutechは、エラー率が0.1％未満のダイヤモンドスピンキビットのユニバーサル量子ゲートセットを実証し、99.9％を超える忠実度を達成し、量子エラー補正のしきい値を満たしています。
- チームは、高純度のダイヤモンドと高度な騒音抑制技術を使用して、窒素吸度センター内の電子スピンと核スピンを組み合わせて、安定した2キットシステムを作成しました。
- ダイヤモンドスピンキュービットは、より高い温度で動作し、光学的相互接続を可能にし、実用的な量子コンピューターと分散型量子ネットワークへのスケーラブルなパスを提供します。
プレスリリース – Fujitsu Limitedは本日、エラー確率が0.1％未満のダイヤモンドスピンキビットの完全なユニバーサル量子ゲートセットの世界初のデモンストレーションを発表し、すべての量子ハードウェアテクノロジーで報告された最高のものの中で忠実度を達成しました。デルフト工科大学（TU Delft）の大手量子技術研究所（Tu Delft）であるQutechとのこのコラボレーションは、量子エラー補正を実行し、実用的な量子コンピューティングを実現するためのダイヤモンドスピン法の重要なステップを示しています。調査結果は、2025年3月21日に適用された物理レビューで公開されました。
新しく開発されたテクノロジーは、高純度のダイヤモンドを利用して、窒素蒸気（NV）中心内の電子スピンと窒素核スピンを含む安定した2キットシステムを作成します。チームは、高度な技術を使用して、Qubitsへの環境騒音の影響を排除し、量子ゲートの性能を測定し、ユニバーサルゲートセット全体でシングルおよび2キットの両方のゲートで99.9％以上の忠実度を達成しました。これにより、量子誤差補正に必要なしきい値が上がります。
今後、富士通とQutechは引き続き協力し、使用されるキュービットの数を増やし、光学量子チップと制御回路を開発して、ダイヤモンドスピン量子コンピューターの初期の実用的なアプリケーションに向けて研究を進めます。
ダイヤモンドスピンキビットによる量子コンピューティングの課題を克服します
ダイヤモンドスピンテクノロジーは、カラーセンター（特異的な欠陥）によって形成されたスピン（電子および核スピン）を、Qubitsとしてダイヤモンド結晶と使用します。ダイヤモンドスピンは、比較的長い間量子状態を保持することができ、高性能のQubitsとして有望になります。
さらに、それらの運用温度は、超伝導キュービットのそれよりも約100倍高いため、作業が容易になります。ダイヤモンドスピンキビットの能力は、光子（光の基本粒子）を使用して量子状態を送信することで、光学相互接続も可能になり、量子ネットワークを介したスケーラブルな量子コンピューターと分散コンピューティングへの有望なパスを提供します。
テクノロジーの概要
1.高純度のダイヤモンドを使用した環境ノイズの削減
Qubitsは、Element SixとTu Delftが共同で開発したダイヤモンドのNVセンターを使用して作成されました。これは、ダイヤモンドが低い炭素-13同位体濃度（0.01％が1％から減少したため）のために可能でした。これにより、環境ノイズが除去され、欠陥中心の電子スピンによって形成された安定した2キットシステムが作成され、もう1つは核回転によって生成されました。
2。環境ノイズを緩和するために設計されたゲートの分離
デカップリングゲートは、環境ノイズのQubitsへの影響を除去し、量子情報を保持する能力を拡張するように設計された制御されたパルスのシーケンスです。
3。ゲートセット断層撮影の適用
チームは、QUABITSと量子ゲートのパフォーマンスを測定する高精度の技術であるGATE SETトモグラフィーを適用して、ダイヤモンドスピンキビットに量子ゲート操作を最適化しました。これにより、ゲートエラーに関する完全な情報が提供され、ゲートパルス強度を含む量子ゲート操作のすべてのパラメーターの最適化が可能になりました。
将来の計画
富士通とQutechは、前進し、新しく開発された技術を、より多くの核スピンを備えたシステムに適用し、遠隔電子スピンキビット間の高精度光相互接続のための開発技術を開発して、管理可能なキクの数を増やすことに焦点を当てます。さらに、チームは、CRYO-CMOS低温半導体統合回路を使用した制御回路を備えた統合技術を含む、スケーラブルな量子コンピューティングシステムの実現に向けて研究開発を加速します。
デルフト工科大学のティム・タミニア教授は次のようにコメントしています。「先に長く挑戦的な道がありますが、99.9％を超えるGate Fidelitiesがスケーラブルな量子計算の重要な要件の1つを満たしているという事実があります。」
富士通リミテッドの富士通研究のQUANTUM LABORATORATORATORATORATORATORATORTORATORTORATORの仲間であるSVP＆Head、Sthintaro Satoはコメントをコメントしています。「この結果は、実用的な量子コンピューターを実現するためのダイヤモンドスピンテクノロジーの重要な可能性を示しています。
