На облачной платформе Bauman Octillion завершился этап альфа-тестирования нового 8-кубитного сверхпроводникового сопроцессора, разработанного учеными из МГТУ им. Н. Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА». Благодаря новой технологии управления кубитами исследователям удалось достичь точности двухкубитных операций на уровне 99,55%, что соответствует показателям самых передовых мировых аналогов, говорится на сайте Десятилетия науки и технологий в России.
Главной проблемой при создании масштабируемых квантовых компьютеров остаются ошибки в двухкубитных операциях — они возникают из-за искажений управляющих сигналов и шума. Чтобы решить эту проблему, специалисты Квантум Парка предложили принципиально новый подход.
Ключевым нововведением стал протокол BAT (Bipolar Amplitude-Tuned), или «импульсы летучей мыши». Он работает по принципу квантового эха: вместо длинной цепочки стандартных команд ученые используют один парный электрический импульс противоположной полярности с корректирующим сигналом посередине. Второй импульс мгновенно «затирает» низкочастотные шумы, оставшиеся от первого. В результате квантовая программа становится короче, вычисления проходят быстрее, а кубиты не успевают накопить ошибки и разрушиться под воздействием внешней среды.
«Теперь вместо того, чтобы собирать сложную операцию из нескольких стандартных квантовых операций, мы можем использовать один гибко настраиваемый инструмент. Это позволяет “срезать углы” и выполнять ряд квантовых алгоритмов за гораздо меньшее число операций, что бережет ресурсы квантового сопроцессора», — комментирует старший научный сотрудник Квантум Парка Никита Смирнов.
Экспериментальная проверка на новом 8-кубитном сопроцессоре подтвердила высокую эффективность метода. Средняя точность двухкубитных операций составила 99,26%, при этом лучший результат на отдельных парах кубитов достиг 99,55%. Однокубитные операции продемонстрировали точность 99,93%. Численное моделирование показывает, что архитектура позволяет преодолеть порог в 99,9%, который является критически важным для решения задач квантовой химии и материаловедения.
«Мы не просто улучшили точность двухкубитных операций, но переосмыслили подход к архитектуре, проектированию и управлению кубитами. Новые решения в архитектуре SnowDrop позволяют реализовать сверхпроводниковые квантовые сопроцессоры — одновременно точные, более простые в калибровке и масштабируемые. Это наш следующий шаг к практически полезным квантово-классическим центрам обработки данных для решения вычислительно сложных задач», — заключает руководитель кластера Квантум Парк МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА» Илья Родионов.
С 1 августа платформа Bauman Octillion перешла в стадию бета-тестирования. Российские научные коллективы могут получить бесплатный удаленный доступ к вычислителям архитектуры SnowDrop через открытый интерфейс платформы.
Ранее физики научились считывать квантовые биты быстрее и с меньшими затратами. Подробности — в другом материале Hi-Tech Mail.
