Российские ученые из Университета МИСИС и Российского квантового центра разработали новый метод трехкубитной операции на сверхпроводниковых кубитах, что открывает дорогу к созданию практически полезных квантовых процессоров. Этот прорыв обещает улучшить выполнение многокубитных операций и повысить эффективность квантовых вычислений.
Квантовые вычисления сталкиваются с множеством технических проблем, среди которых стоит задача эффективного взаимодействия между кубитами при минимизации ошибок. Ученые предложили метод реализации трехкубитной CCZ (Controlled-Controlled-Z) операции, используя флаксониумы — сверхпроводниковые кубиты, которые значительно превосходят традиционные кубиты, например, трансмоны, по многим параметрам, включая время когерентности и обособленность вычислительных состояний.
«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.
Такая трехкубитная операция позволяет выполнить большой круг алгоритмов за меньшее количество шагов, что снижает общее количество ошибок, возникающих при выполнении квантовых вычислений.
«Многокубитные операции позволяют ускорить и повысить точность алгоритмов. Наше предложение использует наработки, уже проверенные на двухкубитных операциях, для увеличения количества запутываемых кубитов до трех. Данный подход позволяет получить высококогерентную систему с малыми паразитными взаимодействиями, с быстрой и точной трехкубитной запутывающей операцией».
— Григорий Мажорин, инженер научного проекта.
Это исследование предоставляет новые возможности для разработки и применения квантовых устройств, работающих в условиях присутствия квантового шума, и обещает значительный прогресс в создании универсальных отказоустойчивых квантовых вычислителей. Работа поддержана госкорпорацией «Росатом» в рамках Дорожной карты по квантовым вычислениям.
Нет комментариев