Американские ученые разработали рабочий прототип квантового процессора, кубиты которого способны сохранять стабильное квантовое состояние более одной миллисекунды, что почти в пятнадцать раз превышает показатели коммерческих аналогов. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на статью в журнале Phys.org.
Инженеры из Принстонского университета в рамках работы Центра квантового превосходства C2QA решили проблему декогеренции — потери информации из-за разрушения квантового состояния под воздействием внешней среды. Главной причиной деградации сигнала в сверхпроводящих цепях Вебера и Джозефсоновских переходах является появление микроскопических дефектов на поверхности металлов. При контакте с воздухом стандартный ниобий образует оксидный слой, содержащий аморфный «квантовый мусор», который поглощает энергию кубитов.
Для предотвращения окисления физики заменили материалы подложки и проводника. Вместо традиционного сапфира ученые использовали кремниевую базу, на которую напылили тончайшие пленки тугоплавкого тантала. Химические свойства тантала обеспечили формирование чрезвычайно стабильного и тонкого субклиновидного оксидного слоя с минимальным количеством структурных пустот.
Новая архитектура не требует изменения фундаментальной геометрии процессоров и полностью совместима с существующими фабричными CMOS-технологиями производства полупроводников. Применение разработанных танталовых чипов в современных вычислительных кластерах позволит увеличить общую производительность квантовых алгоритмов и систем коррекции ошибок более чем в 1000 раз.
Обложка: magnific
