ダイヤモンドの傷が量子ビットに？富士通の量子コンピューターがスズ-空孔で世界初

富士通が2026年9月8日、ダイヤモンドを計算の中心に使う量子コンピューターの試作機を開発したと発表しました。スズと空孔を組み合わせた構造、つまり結晶のわざと作った傷を使うのは世界で初めてです。
透明で欠陥のないものほど値打ちがあるのが宝石のダイヤモンドでした。では、その傷でどうやって計算するのでしょうか。

この記事の数値は、すべて富士通が2026年9月8日に公開したプレスリリースに記載されたものです。

傷の中の電子の向きが、量子ビットになる

まず炭素の一部をスズに入れ替え、となりの原子を1つ抜きます。こうしてできた傷をスズ-空孔センターと呼びます。

ただし量子ビットになるのは、傷そのものではありません。富士通によると、傷に閉じ込められた電子のスピン、つまり磁石としての向きが1つめの量子ビットです。さらにまわりの炭素のうち、重さの違う同位体の原子核のスピンも量子ビットとして使います。

窒素ではなく、スズを選んだ

ダイヤモンドの傷を使う方式では、これまで窒素と空孔を組み合わせた構造が一般的でした。一方スズとの組み合わせは形の対称性が高く、外からのノイズを受けにくいと富士通は説明しています。しかも光る強さは従来の約10倍にあたり、安定して明るく光る傷でした。

光で読み、光でつなぐ

量子ビットの状態を読むときは、傷から出てくる光の粒、光子を1個ずつ取り出します。そのために富士通は、薄く削ったダイヤモンドと光の通り道を1枚に組み込んだ回路を作りました。

しかも光子は、離れた量子ビットどうしをつなぐ役目も果たします。別のチップどころか、別の冷凍機に入った量子ビットのあいだでも状態を受け渡せるのです。窒素を使う従来の構造では、デルフト工科大学との共同研究でこの接続が実証されていました。

こうして小さな単位を光でつないで大きくする作り方を、モジュール型と呼びます。そして富士通は、複数の単位をつないだ試作機を2027年の目標に置きました。

同社の計画では、2030年度に250、2035年度に1,000の論理量子ビットを目指します。使う人は方式の違いを意識せず、同社のハイブリッド量子コンピューティングの基盤から試作機を動かせるそうです。

動く温度は、約-271.6℃

この試作機は約-271.6℃で動き、超伝導方式の典型的な約-273.13℃より少し高い温度で済みます。差は1.5℃ほどですが、どちらも絶対零度（-273.15℃）のすぐそばです。公表値で絶対零度からの距離を比べると、1.55℃と0.02℃で、およそ77倍の開きになります。

まとめ

• 富士通が2026年9月8日、ダイヤモンドスピン方式の量子コンピューター試作機を発表した
• 量子ビットは、スズ-空孔に閉じ込めた電子のスピンと、炭素同位体の原子核のスピン
• スズ-空孔は従来の窒素-空孔よりノイズを受けにくく、明るさは約10倍
• 光子1個で状態を読み出し、光子で別の冷凍機の量子ビットどうしもつなげる
• 動作温度は約-271.6℃。複数の単位をつないだ試作機は2027年が目標

ダイヤモンドの傷は、電子を閉じ込めておく入れ物でした。計算に使うのはその電子と原子核のスピンで、傷が出す光子が、読み出しと離れた量子ビットどうしの接続を受け持っています。