富士通已在测试环境中验证，用户无需任何额外的专业知识，即可通过富士通混合量子计算平台使用该原型机。得益于其高保真度与高效的光学互连能力，模块化架构被视为实现量子计算机规模扩展最具前景的路径之一，而此次开发正是迈向模块化架构的重要里程碑。
该原型机是富士通、Delft University of Technology以及全球领先的量子技术研究机构QuTech自2020年启动的联合研究成果。
富士通计划于2027年开发出多模块金刚石自旋量子计算机原型机。此外，还将着手开发将金刚石自旋方案与超导方案相融合的技术，推动大规模量子计算机的实现。此项举措是富士通量子路线图的组成部分，该路线图明确了公司于2030年实现实用化量子计算的目标。
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金刚石色心与量子比特
金刚石自旋方案是利用金刚石晶体中被称为"色心"的晶格缺陷结构作为量子比特，其具有使量子态保持稳定的固有特性，可实现高保真度。金刚石自旋方案与超导等方案相比，能够用更少的物理量子比特可靠地构建出逻辑量子比特。此外，可利用光灵活连接多个量子模块，从而构建可高效扩展的模块化架构系统。
通常情况下，金刚石自旋方案采用的是由金刚石晶体中的氮原子杂质形成的氮-空位（NV）色心结构。而在本原型机的开发中，富士通使用了锡-空位（SnV）色心：SnV 色心具有结构对称性，相比 NV 色心更不易受外部噪声影响，因此被视为稳定、高亮度色心的理想候选者。
该原型机采用了富士通开发的以下三项技术：
1. 面向可扩展量子计算芯片的异质材料键合与减薄技术
为制造采用 SnV 色心的量子计算芯片，富士通开发了异质材料键合技术，将经锡离子注入的高品质金刚石衬底与氧化铝/二氧化硅衬底键合在一起。富士通还开发了减薄技术，将金刚石衬底的厚度从数百微米减薄至数百纳米，使其适用于量子计算芯片。
2. 面向 SnV 色心的光子集成电路制造技术
富士通开发了光子集成电路 [3] 制造技术，将含有 SnV 色心的纳米级金刚石晶体与在可见光波段透明的氧化铝光波导集成在一起，从而提取量子比特读出过程中 SnV 色心发射的单光子。在金刚石加工方面，富士通运用了与东京大学的联合研究成果。
3. 面向金刚石自旋方案的量子电路转换技术
金刚石自旋方案需要结合光、微波和射频波来实现量子比特控制。富士通开发了一种机制，可将以量子门描述的量子电路转换为适用于金刚石自旋方案的上述物理操作的控制序列，从而能够通过富士通的混合量子计算平台进行控制。
富士通株式会社 执行董事、Corporate Vice President、CTO，负责系统平台 Vivek Mahajan 表示：
"我们在该原型机中采用的金刚石自旋方案，不仅本身具备出色的可扩展性，还有望与超导量子计算机相集成，进一步拓展其能力，从而实现更复杂、更大规模的运算。
依照我们的路线图，我们将在2030财年实现250个逻辑量子比特的系统、在2035财年实现1000个逻辑量子比特的系统。富士通将持续从软件到硬件的广泛领域推进实用化量子计算，同时充分发挥金刚石自旋方案的关键优势，包括高保真度与光学互连能力。"
QuTech、代尔夫特理工大学 总干事 Kees Eijkel 博士表示：
"我们很高兴地宣布，作为富士通、代尔夫特理工大学与 QuTech 自2020年以来合作研究的成果，这台金刚石自旋量子计算机原型机正式发布。这是我们紧密合作中的一个重要里程碑。验证金刚石自旋量子计算所预期的可扩展性，仍将是一段漫长而充满挑战的旅程。然而，通过进一步深化与富士通的合作，我们致力于迎接这一宏伟而有意义的挑战，并引领下一代量子技术的发展。"
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