ژاپن رسماً از Shunkai، نخستین رایانه کوانتومی اتم خنثی «فول‌استک» این کشور، رونمایی کرده است؛ سیستمی که برخلاف بسیاری از رایانه‌های کوانتومی متداول، برای کار کردن به سامانه‌های سرمایشی فوق‌سرد متکی نیست و می‌تواند در دمای اتاق فعالیت کند. این پروژه توسط تیمی به رهبری «کنجی اوموری» در مؤسسه علوم مولکولی ژاپن توسعه یافته است.
Shunkai برای انجام محاسبات از اتم‌های منفرد به‌عنوان کیوبیت استفاده می‌کند. این اتم‌ها با کمک پرتوهای لیزر بسیار متمرکز که به «موچین نوری» یا Optical Tweezers معروف‌اند، در موقعیت‌های مشخص نگه داشته می‌شوند. سپس لیزر یا امواج مایکروویو برای کنترل حالت کوانتومی اتم‌ها به کار می‌روند و دوربین نیز نتیجه محاسبات را از طریق نور فلورسانس اتم‌ها ثبت می‌کند.
یکی از ویژگی‌های مهم معماری اتم خنثی این است که اتم‌ها را می‌توان هنگام انجام محاسبات جابه‌جا کرد. این موضوع به پژوهشگران اجازه می‌دهد آرایش کیوبیت‌ها را متناسب با الگوریتم موردنظر تغییر دهند و حتی برهم‌تنیدگی کوانتومی میان کیوبیت‌های مختلف ایجاد کنند. به گفته تیم ژاپنی، این معماری همچنین مسیر افزایش تعداد کیوبیت‌ها را نسبتاً انعطاف‌پذیر می‌کند.
نسخه اولیه Shunkai قرار است با حدود ۵۰ کیوبیت فعالیت کند و در مرحله بعد، مقیاس آن به حدود ۵۰۰ کیوبیت افزایش یابد. پژوهشگران ژاپنی در برنامه بلندمدت، توسعه یک رایانه کوانتومی اتم خنثی با قابلیت تحمل خطا و مقیاس بسیار بزرگ‌تر را دنبال می‌کنند؛ برنامه‌ای که در گزارش‌های اخیر هدف رسیدن به حدود ۱۰ هزار کیوبیت فیزیکی تا سال ۲۰۳۱ را مطرح کرده است.
فول‌استک بودن Shunkai نیز اهمیت زیادی دارد. منظور از این اصطلاح آن است که تنها با یک تراشه یا پردازنده کوانتومی مواجه نیستیم، بلکه لایه‌های مختلف سخت‌افزار، کنترل و نرم‌افزار برای دریافت ورودی کاربر، اجرای محاسبات و دریافت خروجی در یک سامانه یکپارچه شده‌اند. در این پروژه، شرکت Infleqtion در بخش پردازنده کوانتومی و Hitachi در بخش نرم‌افزار با تیم ژاپنی همکاری کرده‌اند.
ژاپن همچنین قصد دارد بخشی از دسترسی به Shunkai را در اختیار کاربران خارجی قرار دهد تا از آن برای توسعه کاربردهای کوانتومی و آزمایش روش‌های تشخیص و تصحیح خطای کوانتومی استفاده شود. این بخش اهمیت زیادی دارد، زیرا حالت‌های کوانتومی بسیار شکننده هستند و خطاهای کوچک می‌توانند نتیجه محاسبات را مختل کنند.
Shunkai هنوز یک ابرکامپیوتر کوانتومی عظیم و آماده استفاده عمومی نیست؛ بلکه یک پلتفرم پژوهشی مهم برای توسعه نسل بعدی رایانه‌های کوانتومی ژاپن محسوب می‌شود. با این حال، ترکیب اتم‌های خنثی، فعالیت در دمای اتاق، کنترل با لیزر و امکان افزایش تعداد کیوبیت‌ها نشان می‌دهد چرا این معماری در رقابت جهانی محاسبات کوانتومی توجه زیادی را به خود جلب کرده است.
