В России впервые продемонстрирован действующий квантовый чип

Четырехкубитный процессор показал высокие результаты точности операций. Технология станет основой для производства коммерческих квантовых компьютеров. В будущем планируют провести испытания 8-кубитных чипов.

Ученые МФТИ и НИТУ МИСиС создали четырехкубитный квантовый процессор и продемонстрировали на нем точности операций CZ более 97%.

Этот чип содержит 5 емкостно шунтированных зарядовых кубитов, один из которых в опыте не использовался. Кубиты связаны друг с другом и могут обмениваться энергией и изменять друг у друга фазу суперпозиций состояний 0 и 1. Связь кубитов помогает в экспериментах по квантовому машинному обучению. Изменение суперпозиций полезно для стандартных квантовых алгоритмов.

Так выглядит микросхема со встроенным квантовым чипом. Фото: пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Объясняем теорию

Квантовый компьютер — это устройство, хранящее и обрабатывающее информацию внутри группы квантовых систем, каждая из которых, как правило, является двухуровневой и называется «квантовый бит» или «кубит» (англ. «qubit» — quantum bit).

Кроме кубитов, существуют также более сложные единицы квантовой памяти, так называемые кутриты и кукварты, состоящие из трех и четырех уровней соответственно. Использование таких единиц хранения и обработки информации позволит создавать более эффективные и компактные квантовые чипы.

Операции CZ — это двухкубитные операции контролируемого одним кубитом поворота другого кубита. Операция CZ нужна, чтобы создавать квантовую запутанность.

Продолжаем про разработку

Чтобы связь между кубитами не разрывалась, отечественные ученые использовали широкополосный джозефсоновский параметрический усилитель (полностью изготовлен в России).

Удалось показать высокоэффективные квантовые операции на системе 4 кубитов. В эксперименте время отдельной логической операции составляет около 0.025 мкс. Это позволяет реализовать более 3200 операций за время жизни квантового состояния процессора.

По словам авторов работы, эксперимент показывает, что уровня развития технологии и экспериментальной базы достаточно для создания среднемасштабных квантовых устройств без коррекции ошибок. Следующим этапом совместного проекта станет разработка и испытания 8-кубитных чипов.

Подробнее о работе квантовых компьютеров читайте в обзоре Hi-Tech Mail.ru.

Листайте галерею с компьютерными комплектующими
Во время загрузки произошла ошибка.
Хиты продаж и новинки
Самые лучшие цены на смартфоны
Обнаружили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter.
Подпишитесь на нас