Ученые из Университета МИСИС и Российского квантового центра разработали новый подход к проведению трехкубитной операции на сверхпроводниковых кубитах — флаксониумах. Этот проект уже поддержали в «Росатоме» в рамках Дорожной карты по квантовым вычислениям.
Как поясняют в пресс-службе НИТУ МИСИС, для квантовых вычислений реализация многокубитного запутанного состояния — одна из важнейших задач. Запутанность позволяет извлекать полезную информацию из вычислений функции в нескольких точках, которую позволяет суперпозиция.
В основном современные квантовые процессоры используют двухкубитные квантовые операции, но при их реализации возникают ошибки. Трехкубитные операции могут выполнить больший круг алгоритмов за меньшее количество шагов, и при этом у них меньше ошибок.
Они выполняются на новом типе сверхпроводниковых кубитов — флаксониумах. Флаксониумы по обособленности вычислительных состояний, времени когерентности и другим значимым показателям значительно превосходят наиболее распространенные кубиты — трансмоны. Соединительный элемент при этом представляет из себя кубит-трансмон, но более устойчивый к технологическим ошибкам.
Основное преимущество данного подхода — это выполнение операции с помощью микроволнового импульса, подаваемого на соединительный элемент. Само наличие соединительного элемента заметно уменьшает нежелательное взаимодействие кубитов, а активация микроволновым импульсом позволяет реализовать эффективное трехкубитное взаимодействие, не выводя кубиты из наиболее защищенных от внешних шумов точек.
Илья Симаков, инженер научного проекта Лаборатории сверхпроводниковых квантовых технологий Университета МИСИС
Квантовые процессоры с трехкубитной операцией могут в перспективе использоваться для создания «шумного» квантового процессора и алгоритмов для эффективных многокубитных операций. Квантовые эффекты полезны для исследования молекул, создания лекарств, эффективного решения задач логистики и поиска в базе данных.
В Росатоме разработали 20-кубитный квантовый компьютер, но пока не знают область его применения