Создан исполняющий трехкубитные операции с рекордной точностью квантовый чип

МОСКВА, 9 ноября. /ТАСС/. Исследователи из России разработали сверхпроводниковый квантовый процессор на базе кубитов-флаксониумов, способный совершать логические операции с участием трех квантовых ячеек памяти с рекордно высокой точностью, составляющей 99,39%. Это сокращает время вычислений и количество операций, в которых могут возникать ошибки, сообщила ТАСС пресс-служба НИТУ МИСИС.

«Мы реализовали трехкубитную операцию с точностью 99,4% — это мировой рекорд для логических вентилей такого типа. Чтобы получить сопоставимый результат, потребовались бы двухкубитные логические вентили с точностью около 99,94% каждый. Это уровень лучших экспериментальных показателей на сверхпроводниковых устройствах, достижение которых остается сложной задачей», — пояснил научный сотрудник НИТУ МИСИС Илья Симаков, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Симаков, занимающий также должность научного сотрудника Российского квантового центра, и его коллеги уже долгое время работают над созданием квантовых компьютеров на базе так называемых флаксониумов. Так физики называют особый подтип сверхпроводящих квантовых ячеек памяти, которые способны хранить в себе данные значительно дольше, чем это делают другие типы кубитов на базе сверхпроводников.

В прошлом, флаксониумы уступали другим типам сверхпроводящих кубитов при разработке сложно устроенных квантовых компьютеров, что было связано со сложностями с управлением их поведением и производством, однако за последние несколько лет назад российские ученые решили большинство этих проблем. Эти успехи позволили физикам установить новый рекорд, связанный с исполнением логической операции CCZ, играющей важную роль в построении квантовых алгоритмов.

Как отмечают Симаков и ученые, при стандартном подходе CCZ-операции выполняют с помощью последовательности из восьми двухкубитных операций. Каждый дополнительный шаг повышает вероятность ошибки, что побуждает ученых сократить число преобразований. Два года назад российские физики показали в рамках теоретических расчетов, что эту операцию можно исполнить за достаточно короткое время, порядка 45 наносекунд, используя три флаксониума и обычный сверхпроводниковый кубит-трансмон.

Недавно исследователям удалось реализовать эту идею на практике на базе созданного ими трехкубитного квантового процессора и показать, что для ее осуществления можно использовать те же принципы формирования микроволновых импульсов, которые используются при исполнении двухкубитных операций. В перспективе, это позволит упростить архитектуру квантовых вычислительных систем и позволит проще масштабировать данные вычислительные устройства, подытожили физики.