Инженеры разработали новую архитектуру сверхпроводящих кубитов, которая повышает точность квантовых операций. Исследование опубликовано в журнале Physical Review X.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) использовали флюксониевые кубиты для снижения квантовых ошибок в процессе вычислений. Архитектура, реализованная на чипе, достигает рекордной точности однокубитных и двухкубитных квантовых вентилей — базовых элементов квантовых компьютеров.
Флуксоний — это вид кубита, основанный на операциях в узлах сверхпроводящей цепи. Исследователи рассматривают его в качестве альтернативы более популярному сверхпроводящему трансмониевому кубиту. Предыдущие исследования показали, что у флюксония в 10 раз больше время когерентности, продолжительности «жизни» кубита. Этот показатель определяет как долго кубит может выполнять операции или запускать алгоритмы, прежде чем вся информация будет потеряна.
Физики разработали схему, в которой два флюксониевых кубита на концах связаны переходником трансмоном посередине. Дополнение связующего элемента между двумя флуксониями повышает точность выполнения логических операций. Кроме того, новая схема подавляет нежелательное фоновое взаимодействие, которое может привести к ошибкам в квантовых операциях.
С помощью новой архитектуры исследователи достигли точности двухкубитных вентилей до 99,9% и однокубитных вентилей — до 99,99%. Исследователи реализовали эту архитектуру на чипе, показав возможность для создания масштабируемого производства.
Создание крупномасштабного квантового компьютера начинается с надежных кубитов и вентилей. Мы показали многообещающую двухкубитную систему и рассказали о ее многочисленных преимуществах для масштабирования. Наш следующий шаг — увеличить количество кубитов.
Леон Дин, соавтор исследования
В классическом компьютере вентили — это логические операции, выполняемые над битами (сериями единиц и нулей), на которых строятся вычисления. В квантовых вычислениях они работают похожим образом: одиночный кубитный вентиль — это логическая операция над одним кубитом, а двухкубитный вентиль — это операция, которая зависит от состояний двух связанных кубитов.
Читать далее:
Вселенная пытается нам что-то сказать: находка физиков не вписывается в теорию Эйнштейна
Посмотрите на неуловимого кальмара у Галапагосских островов: его засняли живым впервые за 18 лет
Выяснилось, какие орехи снижают холестерин и сколько их надо есть в день
На обложке: иллюстрация двух флуксонов, связанных трансмоном. Изображение: Krantz Nanoart, MIT