富士通和理研推出具有可扩展3D架构的256比特超导量子计算机

4月22日，富士通与日本理化学研究所（RIKEN）宣布，双方在理研量子计算-富士通合作中心成功开发出256量子比特超导量子计算机。这一新型量子计算机基于2023年10月在日本文部科学省（MEXT）支持下推出的64量子比特机型的先进技术，融入了新研发的高密度集成技术。该成果标志着超导量子计算机迈向实用化的关键一步，也为解锁其解决全球最复杂问题的潜力奠定了基础。

（图片见评论区）图1：新开发的256量子比特超导量子计算机

两家机构将把这台256量子比特超导量子计算机整合到其混合量子计算平台产品线中，并于2025财年第一季度起向全球企业和研究机构开放。计算机的量子比特数从64提升至256，使用户能够应对更复杂的挑战，包括更大分子的分析以及精密量子纠错算法的实现与验证。 未来，双方将进一步提升平台的易用性，致力于实现量子计算机与经典计算机的无缝协作，推动混合量子-经典算法的高效执行。

技术突破与核心特性

富士通与理研的256量子比特超导量子计算机攻克了多项关键技术难题，包括通过高密度集成技术和前沿热设计实现稀释制冷机内的高效冷却。其核心特性如下：

可扩展的3D连接架构：

通过将4量子比特单元以3D配置排列，实现量子比特数量的高效扩展，无需复杂的重新设计。

256量子比特机型沿用了64量子比特前身的单元设计，有效证明了该架构的可扩展性。

图2：3D连接架构及扩展至256量子比特的示意图

稀释制冷机内密度提升四倍：

在稀释制冷机内实现了四倍的集成密度，使256量子比特系统能够与64量子比特系统在同一冷却单元中运行。

通过高度优化的设计，平衡控制电路的发热量与制冷机的冷却能力，同时维持所需的超高真空和极低温环境。

图3：256量子比特芯片及3D连接结构的封装示例

图4：超导量子计算机内部构造对比

未来规划

富士通致力于从硬件和软件两方面加速量子计算机的实用化进程。通过混合量子计算平台，富士通将为全球企业和研究机构提供更大规模的量子计算机，支持金融、药物研发等多领域的联合研究。

富士通与理研将继续研发1000量子比特计算机，该设备计划于2026年安装在富士通技术园区的新建筑中。此外，双方还将把合作中心的设立期限从2025年3月延长至2029年3月，持续开展长期技术研发，推动更大规模超导量子计算机的实现。

参考链接

[1]https://www.fujitsu.com/global/about/resources/news/press-releases/2025/0422-01.html

[2]https://www.fujitsu.com/global/imagesgig5/20250422-01f.pdf