Новая архитектура кубитов ускоряет и улучшает точность квантовых операций
Исследователи из Массачусетского технологического института создали инновационную архитектуру кубита, которая позволяет квантовым элементам быстрее взаимодействовать и сохранять устойчивость. Эта разработка может приблизить создание практических квантовых компьютеров, способных выполнять длительные и сложные алгоритмы с высокой точностью. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review Applied. Эту информацию сообщает издание Science XXI.
Традиционные кубиты хранят информацию, а для вычислений и обмена данными используют внешнюю электронику. Однако такие элементы очень чувствительны к ошибкам и быстро теряют сохраненные данные при объединении в крупные системы. Это явление, известное как декогеренция, затрудняет выполнение продолжительных вычислений.
Специалисты MIT предложили кубит двойного назначения, который состоит из двух связанных частей. Одна часть отвечает за хранение данных, а другая взаимодействует с остальными кубитами и электронными компонентами схемы. Вторую часть исследователи назвали «рукой» кубита, так как она обеспечивает связь с другими элементами системы.
Для соединения двух режимов ученые использовали специальный элемент — квартоный соединитель. Он обеспечивает сильную нелинейную связь и уменьшает нежелательное смешивание между компонентами. Это позволяет кубиту выполнять операции быстрее до наступления декогеренции.
Моделирование показало, что новая схема превосходит другие архитектуры сверхпроводниковых кубитов по времени когерентности, скорости операций и считывания результатов. По словам авторов, такая конструкция может ускорить коррекцию квантовых ошибок, что необходимо для создания полезных квантовых компьютеров. Следующим шагом станет изготовление опытного образца и его тестирование в реальной квантовой системе.
