Fujitsu en QuTech maken historische doorbraak in kwantumcomputing
Fujitsu Limited en het onderzoeksinstituut QuTech, dat verbonden is aan de Technische Universiteit Delft, hebben een historische doorbraak in de kwantumcomputing aangekondigd. Voor het eerst hebben de twee instellingen een volledige set universele kwantumpoorten gedemonstreerd voor spinqubits in diamant met een foutpercentage van minder dan 0,1%. Deze prestatie overschrijdt de drempel die nodig is voor kwantumfoutcorrectie en markeert een belangrijke stap richting de creatie van fouttolerante kwantumcomputers met praktische toepassingen.
De vooruitgang, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Applied op 21 maart 2025, is bereikt met behulp van hoogwaardige diamanten met een verminderde concentratie van de isotoop koolstof-13. Deze vermindering minimaliseert omgevingsinterferenties, waardoor de onderzoekers een stabiel systeem van twee qubits konden creëren, bestaande uit een elektronspin en een nucleaire spin van stikstof binnen een stikstofvakantiestructuur. Dit soort atomaire defecten kan worden gebruikt in kwantumcomputing.
Dankzij geavanceerde technieken voor prestatiemetingen en het verminderen van omgevingsruis, slaagde het team erin om een fideliteit van meer dan 99,9% te bereiken, zowel bij eenkwantumpoortoperaties als bij twee-qubit-poorten binnen de universumsset. Dit niveau van precisie is essentieel om kwantumoperaties autonoom en betrouwbaar fouten te laten corrigeren, wat de mogelijkheid van volledig functionele kwantumcomputers steeds dichterbij brengt.
Op weg naar schaalbaarheid in kwantumcomputing
Fujitsu en QuTech zijn vastberaden om niet stil te zitten bij deze mijlpaal. De volgende stap is het opschalen van het systeem door het aantal beheersbare qubits te vergroten en geavanceerde optische technologieën te ontwikkelen voor de onderlinge verbinding tussen elektronische qubits op verschillende locaties. Bovendien werken beide entiteiten aan de ontwikkeling van optische kwantumchips en controlecircuits die functioneren bij ultralage temperaturen, met behulp van cryo-CMOS-technologie (geïntegreerde halfgeleiders ontworpen om te opereren bij cryogene temperaturen).
Deze doorbraak plaatst Fujitsu en QuTech aan de voorhoede van het kwantumonderzoek, vooral in het gebruik van spinqubits in diamant, een technologie die als veelbelovend wordt beschouwd vanwege zijn stabiliteit en weerstand tegen ruis. De samenwerking versterkt ook de inzet voor de ontwikkeling van een schaalbare infrastructuur die de capaciteit voor kwantumverwerking in de nabije toekomst kan uitbreiden.
Naar praktische kwantumcomputing
Kwantumcomputing is tot nu toe een gebied geweest dat gedomineerd wordt door experimentele technologieën, beperkt in precisie en schaalbaarheid. Het behalen van kwantumpoorten met een foutpercentage onder de 0,1% vertegenwoordigt een keerpunt, aangezien dit het mogelijk maakt om complexe kwantumalgoritmen uit te voeren zonder dat cumulatieve fouten de resultaten tenietdoen.
Fujitsu en QuTech zullen nauw blijven samenwerken om de integratie van deze technologieën te versnellen, met als doel een praktische, robuuste en fouttolerante kwantumcomputing te bereiken. Deze onderzoekslijn zou de deur kunnen openen naar belangrijke vooruitgangen op gebieden zoals cryptografie, materiaalsimulatie en optimalisatie van industriële processen op grote schaal.
Met deze prestatie zet kwantumcomputing op basis van diamant een sterke stap richting zijn daadwerkelijke toepassing, wat aantoont dat de toekomst van kwantumtechnologie draait om gezamenlijke innovatie en de onvermoeibare zoektocht naar precisie en stabiliteit.