Ученые из Российского квантового центра, МИСИС и МФТИ разработали новый архитектурный блок для масштабируемых квантовых процессоров, состоящий из двух сверхпроводниковых кубитов и настраиваемого трехмодового соединителя. Этот блок позволяет выполнять двухкубитные операции с высокой скоростью и точностью, что является ключевым шагом в создании мощных квантовых компьютеров.
Кубиты, квантовые аналоги битов, могут находиться в состояниях 0, 1 или их суперпозиции. Для вычислений они должны взаимодействовать через квантовые вентили. Основная проблема – остаточное ZZ-взаимодействие, нарушающее точность вычислений.
Исследователи создали трехмодовый каплер, выполненный в виде копланарного волновода с СКВИДом в центре, который позволяет точно настраивать взаимодействие между кубитами. Эксперимент показал выполнение двухкубитной операции CZ за 60 наносекунд с достоверностью более 98%.
Елена Егорова из МФТИ отметила, что новая архитектура обеспечивает баланс между сильным взаимодействием для быстрых операций и слабым остаточным взаимодействием. Это упрощает изготовление и повышает стабильность квантовых процессоров.
Моделирование подтвердило, что при оптимизации точность операций может достичь 99,97%. Разработка уже использована для создания 8-кубитного квантового процессора и алгоритма детектирования квантовых ошибок.
Источник: naked-science.ru
распечатать статью
