富士通、TU Delft 与 QuTech 发布量子计算重大进展：芯片集成金刚石 SnV 色心原型实现量子门操作，超导磁体低温系统提供关键实验环境
发布日期：2026-10-14
近日，富士通（Fujitsu）联合代尔夫特理工大学（TU Delft）及QuTech团队，在量子计算领域取得里程碑式突破，成功开发并验证了具备量子门操作能力的芯片集成金刚石锡-空位（SnV）色心量子计算机原型系统。该突破性成果通过将金刚石自旋量子比特与低损耗光子集成回路相结合，为构建可扩展的分布式量子网络奠定了坚实基础。
在本次前沿物理研究与系统集成测试中，Quantum Design Oxford的 TeslatronPT 无液氦超导磁体低温系统为实验提供稳定的低温和磁场，为自旋量子芯片的高精度操控提供了稳定可靠的极端环境。
图 1 金刚石SnV自旋量子计算机原型
核心技术突破：金刚石 SnV 色心的技术优势
相较于传统的氮-空位（NV）色心及其他 IVA 族色心，新型锡-空位（SnV）色心在量子计算与大规模光子集成中展现出多重技术优势：
高结构对称性与抗电荷噪声能力：SnV 色心具有高对称性的D3d结构，这使其对表面电场及局域电荷噪声不敏感。这一特性大幅提升了色心在微纳加工与可扩展芯片集成过程中的光学稳定性。
较高的光子发射效率：研究表明，SnV 色心的光子发射效率显著高于传统 NV 中心，可实现高达数倍的亮度提升，从而极大增强了芯片集成光路的单光子提取效率，为高效的远程光学互连创造了核心条件。
大能级分裂与长相干时间：由于重原子带来的强自旋-轨道耦合，SnV 色心拥有高达 ~850 GHz 的基态能级分裂，这有效抑制了声子介导的退相干效应，保障了量子态在复杂环境下的高保真度。
图 2 电子显微镜图像和光子集成电路部分的示意图，该电路由含SnV中心的钻石和氧化铝波导组成
图 3 SnV色心和NV色心的分子结构和发射光谱
TeslatronPT 无液氦超导磁体低温系统
Quantum Design Oxford TeslatronPT 专为量子材料、自旋物理及半导体量子芯片的多功能表征而设计：
无液氦干式设计：采用前沿的闭合循环制冷技术，摆脱了对液氦的依赖，大幅降低了长期运行成本与维护难度。
50mm大样品空间：提供了充裕且灵活的样品室环境，能够适配复合有金刚石微模块、光纤耦合阵列及高频射频线路的复杂微纳集成芯片。
超卓的温控与磁场性能：具备宽温区覆盖与高精度超导磁体调控能力，为量子比特的塞曼能级精准劈裂及高灵敏度光学/电学测量提供极为纯净、稳定的物理背景。
可选配矢量旋转磁体：6-1-1T矢量旋转磁体可连续控制磁体大小和方向，是金刚石色心的精密自旋操控、塞曼能级劈裂调控以及量子门实验的重要实验条件。
图 4 连续8小时温度稳定性
随着富士通、TU Delft 与 QuTech 联合打造的芯片集成金刚石自旋量子计算机原型的诞生，基于 SnV 色心与模块化光子互连的大规模量子计算的全新阶段。Quantum Design 将持续为量子研究提供稳定、可靠的低温与磁学测量平台，支持可扩展量子计算体系的实验研究。
新闻来源：Fujitsu develops diamond-spin quantum computer prototype | Fujitsu Global
