Исследователи сделали важный шаг на пути к масштабируемым квантовым компьютерам

Группа исследователей из Института квантовых вычислений университета Ватерлоо объявила о важном достижении в направлении разработки масштабируемых квантовых компьютеров. Они разработали новую технологию проводки и подключения, при помощи которой можно реализовать управление сверхпроводящими квантовыми битами, кубитами.

Как правило, для контроля за квантовым состоянием сверхпроводящих кубитов используются импульсы микроволнового излучения, которые вырабатываются специализированными генераторами. Эти генераторы подключаются к криостатам, в которых при криогенной температуре находятся кубиты. Для подключения в данном случае используется сложная сеть высокочастотных кабелей. Именно сложность этой системы, плюс необходимость обеспечения ее работы как при нормальной, так и при криогенной температуре, препятствовали дальнейшему развития этого направления квантовой вычислительной техники.

По словам исследователей, разработанный ими квантовый сокет – метод подключения, в котором используются проводники на основе пружинных контактов, может обеспечить управление каждым отдельным кубитом квантового компьютера. Более того, технология позволяет объединить классическую электронику с квантовыми схемами и при этом является масштабируемой – вплоть до уровня нескольких тысяч кубитов на кристалле единственного квантового процессора.

Загвоздка в том, что созданное учеными устройство эффективно функционирует только при криогенных температурах и на высоких частотах до 10 ГГц. Это обязательные требования для работы квантовых компьютеров со сверхпроводящими кубитами.

Сообщается также, что разработанный учеными метод подключения может быть использован для управления так называемым «суперкубитом», матрицей из нескольких сотен кубитов, которые работают как один большой логический кубит, что позволяет снизить уровень ошибок на один-два порядка.

Существующий квантовый сокет может обеспечить управление матрицей 105 на 105 кубитов, что даст квантовому компьютеру мощность, достаточную для решения самых сложных задачи из области физики, химии и астрономии, которые невозможно решить при помощи традиционных компьютеров.