Исследователи из МФТИ и МИСиС продемонстрировали успешное выполнение квантового вентиля (операции) CZ на квантовом процессоре на основе зарядовых кубитов. В процессе эксперимента ученым удалось достичь точности вычислений более 97%.
Фотография микросхемы с оптического микроскопа (в ложном цвете). Микросхема реализует 5 кубитов (емкость одного из них отмечена зеленым), связанных с резонаторами (красный) для индивидуального считывания. Каждый кубит снабжен управляющей потоковой линией и антенной для осуществления однокубитных операций (синий и желтый, соответственно). Изображение: МИСиС
Электронная микросхема, разработанная учеными, состоит из пяти емкостно шунтированных зарядовых кубитов. В процессе эксперимента исследователи использовали только четыре из них. Кубиты электрически связаны друг с другом и могут как обмениваться энергией, так и управляемо изменять друг у друга фазу суперпозиций состояний |0⟩ и |1⟩.
Во время демонстрации 8 ноября ученые показали возможность выполнения квантового вентиля CZ с помощью созданной интегральной микросхемы. CZ — это логическая операция, в процессе которой один кубит выполняет контролируемый поворот другого. Она необходима для создания квантовой запутанности.
Лаборатория физики высоких нагрузок. Изображение: МИСиС
Результаты эксперимента показали, что время выполнения отдельной логической операции составляет около 25 нс. Это позволяет реализовать более 3 200 операций за время жизни квантового состояния процессора, отмечают ученые.
Учеными Университета МИСИС и МФТИ впервые в России были экспериментально реализованы алгоритмы перекрестно-энтропийного тестирования и квантовой томографии процесса, которые теперь позволяют проводить оценки точности в принципе любых одно- и двухкубитных вентильных операций на системах сверхпроводниковых кубитов.
Илья Москаленко, научный сотрудник лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ МИСИС
Ранее «Хайтек» рассказывал о том, как работают сверхпроводниковые кубиты.
