Все новости

В НИТУ "МИСиС" впервые провели вычисления при помощи низкочастотных кубитов

По словам специалистов, результаты этих опытов помогут ускорить разработку сложных квантовых компьютеров

МОСКВА, 15 ноября. /ТАСС/. Физики из России одними из первых в мире использовали так называемые флаксониевые кубиты, низкочастотный подвид сверхпроводящих квантовых ячеек памяти, для проведения вычислений и логических операций. Результаты опытов с этими кубитами ускорят разработку сложных квантовых компьютеров, сообщила во вторник пресс-служба НИТУ "МИСиС".

"Низкая частота флаксониевых кубитов открывает путь не только к более долгому времени жизни кубитов, но и к высокой точности логических операций. Это позволит делать более сложные алгоритмы и даст возможность использовать низкочастотную электронику в линиях управления кубитами, что значительно уменьшит сложность системы управления квантовым процессором", - заявил инженер НИТУ МИСиС (Москва) Илья Беседин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Квантовыми компьютерами называют вычислительные устройства, чья мощность растет экспоненциальным образом благодаря применению принципов квантовой механики в их работе. Они состоят из так называемых кубитов - ячеек памяти и примитивных вычислительных модулей, способных хранить одновременно и ноль, и единицу.

Как правило, кубиты могут находиться в таком состоянии недолго, так как случайные взаимодействия с окружающим миром могут разрушить то квантовое состояние, в котором они находятся, а также разорвать связи, объединяющие их с соседними квантовыми ячейками памяти. Российские и зарубежные физики и инженеры уже много лет пытаются продлить время жизни кубитов, изолируя их от окружающей среды различными способами и корректируя ошибки в их работе.

Альтернативные сверхпроводящие кубиты

Беседин и его коллеги по НИТУ "МИСиС", а также специалисты из МГТУ имени Баумана, МФТИ и Российского квантового центра, показали, что время бесперебойной работы сверхпроводящих квантовых компьютеров можно увеличить, если использовать для их создания так называемые флаксониумы. Так ученые называют альтернативную форму сверхпроводящих кубитов, которая была разработана в 2009 году профессором университета Мериленда (США) Владимиром Манучаряном.

Ключевая особенность флаксониевых кубитов - то, что данная форма ячеек квантовой памяти может работать на относительно низких частотах, а также при этом она больше защищена от помех и быстрее реагирует на управляющие сигналы, чем так называемые трансмоны, наиболее часто используемый вид сверхпроводящих кубитов. Главный минус флаксониумов заключается в том, что они устроены сложнее конкурентов, а их работа при этом до настоящего времени была слабо изучена.

Российские ученые заполнили этот пробел в развитии квантовых вычислений в ходе опытов с созданными ими флаксониевыми кубитами, структура которых была дополнительно модифицирована для повышения стойкости к действию помех. Ученым удалось использовать эти квантовые ячейки памяти для проведения одних из первых однокубитных и двухкубитных логических операций с 99,97% и 99,2% уровнем точности.

Как надеются исследователи, полученные данные и новые алгоритмы инициализации и очистки кубитов ускорят разработку сверхпроводящих квантовых компьютеров и приведут к созданию сложных вычислительных машин, способных решать сложные и важные для экономики задачи.