Открыт новый кубит для ускорения суперкомпьютеров

О научном прорыве сообщили специалисты из финского Университета Аалто, компании IQM Quantum Computers и Центра технических исследований VTT. Ученые уже провели первые квантовые логические операции с унимонами, они показали точность 99,9%, пишет Phys.org.

Напомним, кубит — наименьшая единица информации в квантовом компьютере. Обычно кубиты сравнивают с битами, классический пример для понимания разницы между ними таков: представьте, что у вас есть монета. Когда она лежит на столе, то это либо орел, либо решка, но мы не знаем, что она показывает во время вращения — там может быть любое доступное значение. Чтобы узнать точно, мы должны остановить монетку, то есть сделать наблюдение.

Лежащая на столе монета — классический бит, вращающаяся — тот самый кубит. Еще можно вспомнить популярного кота Шредингера: мы никогда не знаем, жив кот или нет, пока не заглянем в коробку. Выходит, что кот находится в суперпозиции, как и кубиты. Квантовая природа последних наделяет их любопытными свойствами, о которых мы подробнее писали в обзоре работы суперкомпьютеров.

Унимон — новый тип сверхпроводящих кубитов. Он объединяет в одной схеме желаемые свойства повышенной ангармоничности, полной нечувствительности к шумам постоянного заряда, пониженной чувствительности к магнитным шумам и простой структуры, состоящей только из одного джозефсоновского перехода в резонаторе.

«Из-за более высокой ангармоничности или нелинейности, по сравнению с трансмонами [другой тип сверхпроводящего кубита], мы можем работать с унимонами быстрее, что приводит к меньшему количеству ошибок на операцию», — говорит Эрик Хюппа, участвующий в исследовании. Это дает много возможностей для оптимизации уже существующих квантовых систем и разработки новых.

Для экспериментальной демонстрации унимона ученые изготовили чипы, каждый из которых состоял из трех кубитов унимона. Они использовали ниобий в качестве сверхпроводящего материала, за исключением контактов Джозефсона, в которых сверхпроводящие выводы были изготовлены из алюминия.

Законы физики призваны помочь понять устройство нашего мира, но хорошо знающие их люди могут все только еще больше запутать. Без использования магии (и фотошопа) можно сделать много такого, что выходит далеко за рамки привычного